QUALIDADE FISIOLÓGICA DE SEMENTES DE SOJA CONVENCIONAL E RR ASSOCIADA AO CONTEÚDO DE LIGNINA CRISTIANE FORTES GRIS 2009 CRISTIANE FORTES GRIS QUALIDADE FISIOLÓGICA DE SEMENTES DE SOJA CONVENCIONAL E RR ASSOCIADA AO CONTEÚDO DE LIGNINA Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de PósGraduação em Fitotecnia, área de concentração em Produção e Tecnologia de Sementes, para obtenção do título de “Doutor”. Orientadora Profa. Dra. Édila Vilela de Resende Von Pinho LAVRAS MINAS GERAIS - BRASIL 2009 Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da Biblioteca Central da UFLA Gris, Cristiane Fortes. Qualidade fisiológica de sementes de soja convencional e RR associada ao conteúdo de lignina / Cristiane Fortes Gris. – Lavras : UFLA, 2009. 134 p. : il. Tese (doutorado) – Universidade Federal de Lavras, 2009. Orientador: Édila Vilela de Resende Von Pinho. Bibliografia. 1. Soja. 2. Semente. 3. Lignina. 4. Qualidade fisiológica. I. Universidade Federal de Lavras. II. Título. CDD – 631.521 Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da 633.3421 Biblioteca Central da UFLA. CRISTIANE FORTES GRIS QUALIDADE FISIOLÓGICA DE SEMENTES DE SOJA CONVENCIONAL E RR ASSOCIADA AO CONTEÚDO DE LIGNINA Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de PósGraduação em Fitotecnia, área de concentração em Produção e Tecnologia de Sementes, para obtenção do título de “Doutor”. APROVADA em 17 de agosto de 2009 Prof. Dr. Francisco Carlos Krzyzanowski EMBRAPA. Prof. Dr. João Almir Oliveira UFLA. Prof.ª Dr.ª Luciane Vilela Resende UFRPE. Prof. Dr. Renato Mendes Guimarães UFLA. Prof.ª Dr.ª Édila Vilela de Resende Von Pinho UFLA (Orientadora) LAVRAS MINAS GERAIS - BRASIL “Somente o trabalhador sabe do mistério de uma semente germinando na terra. Ele, na flor, já enxerga o fruto e no fruto prevê a semente. E sabe que um colmo de milho, uma braçada de folhas e palha na terra é vida que se renova! Haverá sempre esperança de paz na terra enquanto houver um semeador semeando” Cora Coralina Aos meus pais, SERVINO GRIS e LEOCY FORTES GRIS (in memoriam), que muito me incentivaram e sonharam comigo a obtenção deste título, Aos meus queridos irmãos, ELIANA, MAURÍCIO e DANIEL, pelo apoio e exemplos de perseverança, DEDICO A minha querida mãezinha, Leocy Fortes Gris (in memoriam), a qual, pelo exemplo me proporcionou todos os valores e a força de que preciso para escrever minha história nesta vida... Saudades eternas! OFEREÇO AGRADECIMENTOS A Deus, pelas oportunidades e por despertar em mim a vocação para uma profissão tão gratificante. Aos meus pais e irmãos, pelo incentivo, exemplo e apoio, este sonho compartilho com vocês, acima de tudo. A amiga e orientadora Prof.ª Édila Vilela de Resende Von Pinho, pelo exemplo de profissionalismo, pelas orientações valiosas e por me proporcionar esse aprendizado. A Universidade Federal de Lavras (UFLA), em especial ao Departamento de Agricultura e ao Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento (CNPq), pela oportunidade e apoio financeiro. Ao amigo e colega de trabalho, Prof. Dr. Élberis Pereira Botrel, pela amizade, pelos valiosos conselhos e por sempre acreditar em mim, antes mesmo que eu o fizesse. Aos professores do Setor de Sementes, em especial João Almir Oliveira e Maria Laene Moreira de Carvalho, pelas orientações não só profissionais, mas pessoais, que tanto me ajudaram a crescer durante essa trajetória. Aos funcionários do Departamento de Agricultura da UFLA, João Pila, Manguinha, Agnaldo, Alessandro e Júlio, pela ajuda na execução dos trabalhos de campo e às laboratoristas do setor de sementes Dona Elza, Elenir e Dalva, pela ajuda e paciência nos dias difíceis. Aos amigos do Laboratório de Análise de Sementes, em especial Adriano, Heloísa, Marcela, Priscila, pela ajuda na condução dos ensaios. A todos os estagiários do LAS, que ao longo destes 3 anos me ajudaram incansavelmente na condução dos ensaios, em especial André, Thais, Rafael, Pedro, Débora, Andrezinho, Kênia, Bruno e Ricardo. Ao meu grande amigo Stephan (Pefa), por sempre acreditar em mim, me apoiar em tudo que sempre fiz e por me incentivar, mesmo que às vezes a distância, ao longo destes 10 anos. Agradeço a você sua valiosa amizade, dedicação e ajuda durante o primeiro ano deste trabalho. Em especial à amiga e irmã de coração Alexana, pelas conversas, risadas, amizade e as muitas horas de ajuda no LAS; e à amiga de sempre Juliana, por todos os 10 anos de UFLA, nos quais compartilhamos horas difíceis, muitas alegrias, crescimento, amizade e companheirismo. Ao José Renato, pela grande ajuda na condução dos ensaios, pela dedicação e parceria durante este tempo, meus agradecimentos e minha gratidão. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPq, pelo apoio financeiro, à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG, pelo aporte financeiro para o desenvolvimento da pesquisa, e a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA Soja e EMBRAPA Cerrados, pelo fornecimento dos materiais genéticos utilizados. Enfim, a todos aqueles que acreditaram em mim e que, de uma forma ou de outra, contribuíram para o muito que tenho aprendido nesta Instituição. SUMÁRIO RESUMO GERAL ................................................................................................ i GENERAL ABSTRACT.....................................................................................iii CAPÍTULO 1 ....................................................................................................... 1 1 Introdução Geral ................................................................................................ 1 2 Referencial Teórico ........................................................................................... 3 2.1 A cultura da soja no Brasil ............................................................................. 3 2.2 Qualidade fisiológica de sementes de soja ..................................................... 6 2.3 O processo de lignificação e a soja RR ........................................................ 10 3 Referências Bibliográficas............................................................................... 16 CAPÍTULO 2: Aspectos agronômicos da planta e qualidade fisiológica e sanitária de sementes de soja RR e convencional, produzidas em diferentes épocas .................................................................................................................23 Resumo ............................................................................................................... 24 Abstract............................................................................................................... 25 1 Introdução........................................................................................................ 26 2 Material e Métodos.......................................................................................... 28 3 Resultados e Discussão.................................................................................... 32 4 Conclusões....................................................................................................... 44 5 Referências Bibliográficas............................................................................... 45 CAPÍTULO 3: Lignificação da planta e aspectos relacionados à embebição de sementes e legumes de cultivares de soja RR e convencional............................49 Resumo ............................................................................................................... 50 Abstract............................................................................................................... 51 1 Introdução........................................................................................................ 52 2 Material e Métodos.......................................................................................... 54 3 Resultados e Discussão.................................................................................... 58 4 Conclusões....................................................................................................... 70 5 Referências Bibliográficas............................................................................... 71 CAPÍTULO 4: Qualidade fisiológica de sementes de soja convencional e transgênica RR submetidas a diferentes épocas de colheita ...............................75 Resumo ............................................................................................................... 76 Abstract............................................................................................................... 77 1 Introdução........................................................................................................ 78 2 Material e Métodos.......................................................................................... 80 3 Resultados e Discussão.................................................................................... 83 4 Conclusões....................................................................................................... 91 5 Referências Bibliográficas............................................................................... 92 CAPÍTULO 5: Lignificação da planta e qualidade fisiológica de sementes de soja RR e convencional submetidas a pulverização com herbicida glifosato.....96 Resumo ............................................................................................................... 97 Abstract............................................................................................................... 98 1 Introdução........................................................................................................ 99 2 Material e Métodos........................................................................................ 101 3 Resultados e Discussão.................................................................................. 105 4 Conclusões..................................................................................................... 111 5 Referências Bibliográficas............................................................................. 112 ANEXO ............................................................................................................ 115 RESUMO GERAL GRIS, Cristiane Fortes. Qualidade fisiológica de sementes de soja convencional e RR associada ao conteúdo de lignina. 2009. 134p. Tese (Doutorado em Fitotecnia)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG.∗ Nas últimas safras foi observada uma forte e crescente adesão dos agricultores brasileiros à soja transgênica RR. No entanto, têm-se levantado a hipótese de que estas cultivares de soja apresentam respostas diferenciais quanto aos teores de lignina na planta, quando comparados a cultivares convencionais. Tal variação poderia ocorrer não só na parte vegetativa das plantas, mas também em partes reprodutivas tais como legumes e sementes. Em virtude de os estudos nessa área ainda serem escassos, objetivou-se avaliar no presente trabalho: características agronômicas da planta, teor de lignina no legume e no tegumento de sementes e qualidade de sementes RR e convencional, produzidas em duas safras; o incremento de peso de sementes e de legumes intactos de soja, em diferentes períodos de embebição, e sua relação com os teores de lignina na planta, legume e tegumento de sementes, a qualidade fisiológica e o teor de lignina no tegumento das sementes de soja convencional e RR colhidas em três épocas; a qualidade fisiológica de sementes de soja transgênica RR e os teores de lignina de plantas submetidas à pulverização com o herbicida glifosato. Os ensaios de produção de sementes foram conduzidos no município de Lavras, MG, entre os anos agrícolas 2007/08 e 2008/09, em delineamento de blocos casualizados com 4 repetições, em área experimental da Universidade Federal de Lavras. Utilizaram-se 10 cultivares de soja, compreendendo as convencionais Jataí, Celeste, Conquista, BRS 133 e BRS 134, e suas respectivas versões transgênicas RR, Silvânia RR, Baliza RR, Valiosa RR, BRS 245 RR e BRS 247 RR, essencialmente derivadas, provenientes da EMBRAPA Soja e EMBRAPA Cerrados). Para a determinação do percentual de embebição e velocidade de hidratação as sementes e os legumes intactos foram submersos em água por períodos de 1, 3, 6, 9, 12, 24 e 48 horas para legumes e 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 12, 24 e 48 horas para sementes. No ensaio de épocas de colheita, as sementes foram colhidas nos estádios R7, R8 e 20 dias após R8. Para o ensaio de uso do glifosato o mesmo foi pulverizado na dosagem de 3l/ha, nos estádios de desenvolvimento V3, V7 e início de R5. De forma geral, avaliaram-se caracteres agronômicos (altura de planta, altura da inserção do primeiro legume e número de legumes por planta), teor de lignina (tegumento de sementes, caule, legumes e folhas), percentual de embebição e índice de velocidade de hidratação de sementes ∗ Comitê Orientador: Dra. Édila Vilela de Resende Von Pinho – UFLA (Orientadora), Dra. Maria Laene Moreira de Carvalho – UFLA. i e de legumes intactos, qualidade sanitária e qualidade fisiológica das sementes. Para as diferentes safras conclui-se que o teor de lignina nas sementes da cv transgênica Baliza RR foi superior ao da cv convencional Celeste. Não foram observadas diferenças relevantes quanto aos caracteres agronômicos e qualidade fisiológica de sementes entre os materiais convencionais e seus respectivos RR. Não foi possível estabelecer uma associação entre a taxa de embebição em sementes e legumes e a característica de transgenia nas cultivares de soja avaliadas. Quando avaliadas as sementes submetidas a diferentes épocas de colheita, observou-se diferença de comportamento entre as cultivares quanto à tolerância ao retardamento da colheita e redução significativa na percentagem de germinação e vigor das sementes com o retardamento da colheita. As pulverizações com o herbicida glifosato influenciaram somente os valores de condutividade elétrica das sementes, não tendo o mesmo alterado as demais características fisiológicas e os teores de lignina na planta. ii GENERAL ABSTRACT GRIS, Cristiane Fortes. Physiological quality of conventional and RR soybean seeds associated with lignin content. 2009. 134p. Thesis (Doctorate in Crop Science) -Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG. In the latest crops, a strong and growing adherence of Brazilian farmers to RR transgenic soybean was found. Nevertheless, the hypothesis has been raised that these soybean cultivars are presenting differential hypotheses concerning the lignin contents in the plant, when compared with conventional cultivars. Such a variation could be occurring not only in the vegetative part of the plants, but also expressing itself in reproductive parts such as legumes and seeds. Owing to studies in that area being still scarce, it was aimed in the present work to evaluate: agronomic characteristics of the plant, lignin content in the coat and quality of RR and conventional seeds produced in two crops; the increase of weight of intact soybean seeds and legumes at different soaking periods and its relation with lignin contents in the plant, legume and coat of seeds, in RR and conventional soybean seeds collected at three times; the physiological quality of RR transgenic soybean seeds and lignin contents of plants submitted to spraying with herbicide glyphosate. The seed production assays were conducted in the town of Lavras, MG, between the agricultural years 2007/08 and 2008/09, in a randomized block design with four replicates in experimental area of the Federal University of Lavras. Ten soybean cultivars were utilized, comprising the conventional cultivars Jataí, Celeste, Conquista, BRS 133 and BRS 134 and their respective RR transgenic versions, Silvânia RR, Baliza RR, Valiosa RR, BRS 245 RR and BRS 247 RR, essentially derived (coming from EMBRAPA Soja and EMBRAPA Cerrados). For the determination of the soaking percent and hydration speed, both the intact seeds and legumes were submersed into water for periods of 1, 3, 6, 9, 12, 24 and 48 hours for legumes and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 12, 24 and 48 hours for seeds. In the assay of harvest times, the seeds were collected at R7, R8 stages and 20 days after R8. For the assay of use of glyphosate, it was sprayed at the dosage of 3l/ha, at the developmental stages V3, V7 and early R5. In general, agronomical traits (plant height, height of insertion of the first legume and number of legumes per plant), lignin content (seed coats, stem, legumes and leaves), soaking percent and hydration velocity index of intact seeds and legumes, sanitary quality and physiological quality of the seeds were evaluated. For the different crops, it follows that lignin content in the seeds of the transgenic cultivar Baliza RR was higher than Guidance Committee: Dra. Édila Vilela de Resende Von Pinho – UFLA (Adviser), Dra. Maria Laene Moreira de Carvalho – UFLA. iii that of the conventional cultivar Celeste. No important differences as regards the agronomic traits and physiological quality of seeds among the conventional materials and their respective RR were found. Establishing an association between the soaking rate in seeds and legumes and the transgenesis characteristic in the evaluated soybean cultivars was not possible. When evaluated, the seeds submitted to different collection times, behavioral difference among the cultivars as for tolerance to collection delay and significant reduction in germination percentage and vigor of the evaluated seeds with delay of the crop, was found. The sprayings with the herbicide glyphosate altered only the values of electric conductivity of the seeds, its not having altered the other physiological tests and lignin contents in the plant. iv CAPÍTULO 1 1 INTRODUÇÃO GERAL O mercado de sementes de soja, internacional e nacional, é muito expressivo representando, no Brasil, 55% do total do volume de produção de sementes (Miyamoto, 2008). A comercialização da soja transgênica, resistente ao herbicida Roundup Ready (RR), revolucionou o mercado de soja mundial. Segundo dados da International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications-ISAAA (2008) a área plantada com soja transgênica no mundo em 2008 foi de 65,8 milhões de ha, sendo desta, 14,2 milhões cultivadas no Brasil. Na safra 2008/09 em cerca de 63,9% da área plantada com soja utilizou-se cultivares transgênicas RR (Conselho de Informações sobre Biotecnologia-CIB, 2009), indicando a forte adesão dos agricultores brasileiros a essa tecnologia. Considerando-se a área plantada com soja na safra 2008/09, cerca de 21,73 milhões de hectares (Companhia Nacional de Abastecimento-CONAB, 2009), pode-se estimar uma demanda de aproximadamente 1,434 milhão de toneladas de sementes de soja RR. Em 2009 cerca de 26% do total de cultivares registradas no Ministério da Agricultura são transgênicas, número este que teve uma expansão de 98% nos últimos dois anos, resultado do aumento no número de programas de melhoramento para obtenção de materiais RR. Recentemente, grandes especulações tem sido levantadas em relação às respostas diferenciais quanto aos teores de lignina na planta de soja em cultivares transgênicas em relação à convencional. No entanto, a pesquisa nessa área é bastante restrita, havendo a necessidade de se estudar o acúmulo e o processo de formação de lignina nessas cultivares, contrastando a versão convencional de cultivares de soja com a respectiva versão RR, essencialmente derivada. Neste sentido, torna-se muito importante esse estudo também em 1 sementes, uma vez que o acúmulo de lignina pode estar associado à qualidade fisiológica de sementes. Sabe-se que a qualidade fisiológica de sementes de soja é controlada, em grande parte pelo genótipo a exemplo de caracteres da planta, e mais especificamente do legume e da própria semente. O tegumento é um dos principais condicionantes da germinação, vigor e longevidade de sementes. Características do mesmo podem estar associadas a suscetibilidade a danos mecânicos, longevidade e potencial de deterioração das sementes, que podem ser influenciadas pelo teor de lignina. O efeito regulador do tegumento sobre a difusão de água tem sido estudado por vários pesquisadores, mas o mecanismo que restringe a absorção de água pela semente de soja ainda não foi completamente determinado. Em alguns trabalhos tem sido demonstrada relação direta entre a resistência ao dano mecânico e os teores de lignina no tegumento de sementes de soja, comprovando a resposta diferencial entre cultivares. Tais aspectos podem também ser levados em consideração para o legume e, por conseguinte associados à qualidade de sementes. Características do legume, como o teor de lignina, importantes na determinação da qualidade final das sementes envoltas, nem sempre tem sua importância devida, no entanto, podem determinar a resistência à passagem de água do ambiente às sementes, e da mesma forma à infecção por patógenos. Desse modo, objetivou-se nessa pesquisa avaliar a qualidade fisiológica e os teores de lignina em sementes de soja RR e convencional submetidas a diferentes épocas de colheita, pulverização com o herbicida glifosato, produzidas em duas épocas e submetidas a embebição direta em água. 2 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 A cultura da soja no Brasil A soja é uma das plantas cultivadas mais antigas do mundo. Sua história e origem se perdem em tempos remotos. A literatura chinesa antiga revela que a soja pode ter sido cultivada extensivamente na China e Manchúria pelo menos a 2.500 anos a.C. (Hymowitz, 1970). Desde as primeiras menções sempre foi considerada uma das principais leguminosas cultivadas no Oriente, sendo suas sementes utilizadas em muitas formas para fins alimentícios, inclusive medicinais (Muller, 1981). A soja é uma planta autógama e anual, pertencente à família Fabaceae, subfamília Papilionoideaea, tribo Phaseoleae, subtribo Phaseolinae (Glycininae), gênero Glycine L., subgênero soja (Moench) F.J. Germ. e à espécie Glycine max (L.) Merrill. A partir da China, no século XI a.C., como centro de origem, teria atingido, a partir dali, outros países do Oriente com o transcorrer dos séculos, quando cresceu em importância no comércio dispersando-se para o Sul da China, Coréia, Japão e Sudeste da Ásia (Hymowitz, 1970). A primeira referência sobre soja no Brasil data de 1882, em cultivo na Bahia, ocasião em que Gustavo Dutra, então professor da Escola de Agronomia da Bahia, realizou os primeiros estudos de avaliação de cultivares introduzidas no país. Em 1900 e 1901, o Instituto Agronômico de Campinas (IAC) promoveu a primeira distribuição de sementes de soja para produtores paulistas e, para essa mesma data, têm-se registros do primeiro plantio de soja no RS, onde a cultura encontrou efetivas condições para se desenvolver e expandir, dadas as semelhanças climáticas do ecossistema de origem dos cultivares genéticos, oriundos dos EUA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária-EMBRAPA, 2003). 3 O crescimento da produção e o aumento da capacidade competitiva da soja brasileira sempre estiveram associados aos avanços científicos e à disponibilidade de tecnologias ao setor produtivo. Até o final dos anos 60, a pesquisa com a cultura da soja no Brasil era pequena e concentrava-se na região Sul do país, sendo a introdução de linhagens e cultivares dos EUA, seguida de seleção, o principal método de melhoramento adotado (EMBRAPA, 2004). O rápido desenvolvimento da soja no País, a partir de 1960, fez surgir um novo e agressivo setor produtivo, com alta demanda por tecnologias. Na década seguinte a soja se consolidou como a principal cultura do agronegócio brasileiro, passando de 1,5 milhões de toneladas em 1970 para mais de 15 milhões de toneladas em 1979. Esse crescimento se deu, não apenas ao aumento da área plantada (1,3 para 8,8 milhões de hectares), mas, também, ao expressivo incremento da produtividade (1,14 para 1,73 t ha-1), consequência às novas tecnologias disponibilizadas aos produtores pela pesquisa brasileira, com destaque para as novas cultivares adaptadas à condição de baixa latitude do centro oeste (EMBRAPA, 2004). Adicionalmente, várias iniciativas para incrementar e fortalecer a pesquisa com soja no País foram implementadas a partir dessa época, como a criação da Embrapa Soja, em 1975, e novos programas de pesquisa privados a partir de 1990, com a Lei de Proteção de Cultivares (EMBRAPA, 2004). Dentro deste contexto, cultivares de soja cada vez mais produtivas e adaptadas as mais diversas regiões foram lançadas, tanto por empresas públicas como privadas. O lançamento da soja transgênica, tolerante ao herbicida Roundup Ready (RR), produzida pela Monsanto, revolucionou o mercado de soja mundial. No Brasil, a história da soja transgênica começou em 1995. Nesse ano, por meio da Lei de Biossegurança, o cultivo de plantas de soja RR foi autorizado no país em caráter experimental. No entanto, cultivares de soja da Argentina, contrabandeadas, passaram nesta época a serem cultivadas ilegalmente no Sul do 4 Brasil, tornando-se rapidamente grande parte da área plantada com soja nesta região. Mediante a safra de soja ilegal, em 1998, a CTNBio (Comissão Técnica Nacional de Biossegurança) autorizou o cultivo da soja RR. Em 2003, descumprindo o acordo feito no ano anterior, em que a comercialização da safra foi excepcionalmente liberada com o compromisso, por parte dos agricultores, de não cultivá-la novamente em 2003, grande parte dos agricultores optou pelo plantio ilegal de cultivares de soja RR. Em março de 2003, pressionado por diversos setores, o governo federal, por meio da Medida Provisória 113, autorizou o uso comercial da soja transgênica, cultivada ilegalmente. Após isto, um novo Projeto de Lei sobre Biossegurança foi elaborado, a fim de modificar os padrões e procedimentos para o uso e liberação de cultivares transgênicas no Brasil. Em março de 2005, com o sancionamento da nova Lei de Biossegurança (11.105 de 24/03/2005), regulamentava-se definitivamente o plantio e a comercialização das cultivares transgênicas no Brasil, legalizando assim, as imensuráveis lavouras que já vinham sendo cultivadas com essas cultivares. Segundo dados do CIB (2009), na safra 2008/09, a área plantada com soja transgênica no Brasil alcançou 63,9% de um total de 21,73 milhões de hectares, o que representou um aumento de 5,3% em relação a safra passada. De acordo com os registros no Ministério da Agricultura, até 31 de março de 2009, cerca de 26% do total de cultivares registradas no Registro Nacional de Cultivares (RNC) são transgênicas, o correspondente a 170 cultivares em um total de 657, número este que teve uma expansão de 98% de 2007 para 2009. Estes dados do CIB (2009) nos sugerem uma demanda efetiva de cerca de 937,2 mil toneladas de sementes de soja transgênicas RR para esta última safra. Neste sentido, há a necessidade de que as empresas produtoras de sementes invistam cada vez mais em programas de controle de qualidade, 5 monitorando todas as etapas do processo de produção e garantindo a obtenção de sementes com alta qualidade em um mercado altamente competitivo. 2.2 Qualidade fisiológica de sementes de soja A qualidade fisiológica de sementes de soja é em grande parte influenciada pelo genótipo. Nesse sentido, nos últimos anos, nos programas de melhoramento genético há preocupação em desenvolver materiais com características relacionadas à resistência a doenças e pragas, teores de óleo e proteína e, mais recentemente, teor de lignina no tegumento das sementes (Costa, N. et al., 2001). A constituição genética da semente pode influenciar as características de qualidade fisiológica, logo, diferentes cultivares de uma mesma espécie podem ter características endógenas ao maior ou menor vigor, além de longevidade (Petre & Guerra, 1999). Caracteres da planta, do legume e da própria semente, bem como seus efeitos interativos, podem estar correlacionados, direta ou indiretamente, com a deterioração das sementes, determinando a resposta diferencial de cada cultivar e seus níveis de tolerância à deterioração das sementes, às condições adversas no campo e até mesmo à colheita mecanizada. A perda de qualidade no campo é frequente, principalmente durante a fase de maturação, o que tem motivado vários pesquisadores a enfatizar a possibilidade do uso da semente de tegumento com determinado grau de impermeabilidade a água (Gilioli & França Neto, 1982; Peske & Pereira, 1983; Hartwig & Potts, 1987). A desidratação e hidratação cíclicas da semente, no campo, são apontadas como uma das principais causas da redução da qualidade fisiológica (Vieira et al., 1983; Costa, 1984; Tekrony et al., 1984). A exposição alternada das sementes a chuva e a seca, principalmente durante o período pós-maturidade fisiológica e, aquele que antecede à colheita, provocam expansões e retrações do tegumento, ocasionando a desestruturação dos 6 sistemas de membranas, e consequentemente, o aumento da permeabilidade (Domene, 1992), aumentando de forma diferenciada a incidência de doenças de final de ciclo, levando à deterioração de sementes (Delouche, 1975). Segundo França Neto & Krzyzanowski (2003), alguns testes e metodologias já estão sendo utilizados em programas de melhoramento genético para a avaliação da qualidade das sementes de soja, a exemplo do método modificado do envelhecimento acelerado, método do retardamento de colheita e a determinação do conteúdo de lignina no tegumento. O método modificado do envelhecimento acelerado consiste em submeter as sementes às condições estressantes de altas temperaturas e umidade relativa do ar, sendo a sua qualidade posteriormente avaliada por meio da emergência de plântulas em areia. A determinação do conteúdo de lignina no tegumento, por meio da digestão dos tegumentos em ácido sulfúrico concentrado, consiste na seleção de genótipos que apresentem mais de 5,5% de lignina no tegumento, inferindo com isto maior resistência à danos mecânicos. Já o método do retardamento de colheita, apesar de apresentar algumas limitações e de ser adotado em algumas regiões específicas, pode propiciar a identificação de genótipos com boa qualidade de sementes (França Neto & Krzyzanowski, 2003). Em vários trabalhos tem sido relatado que cultivares de soja, consideradas portadoras do caráter semente dura, mantiveram qualidade aceitável até 15 dias de retardamento de colheita, indicando que essa característica pode influenciar na manutenção da qualidade fisiológica das sementes (França Neto & Potts, 1979; Hartwig & Potts, 1987; Braccini, 1993). Segundo Boldt (1984) em seus estudos todas as características avaliadas nos legumes e sementes foram prejudicadas pelo retardamento da colheita. Vieira et al. (1982) observou maior absorção de água pela semente com o retardamento da colheita, o que indica um aumento da permeabilidade das membranas, ocasionado pelo processo de deterioração. Braccini (1993) verificou 7 tendência em aumentar a absorção de água com o retardamento da colheita, porém observou diferenças neste aspecto entre as cultivares estudadas, tendo os menores valores de absorção de água em sementes com maior impermeabilidade do tegumento. Alguns autores têm citado testes de imersão de sementes e legumes em água como metodologias para se avaliar qualidade de sementes. Considerado como um mecanismo de tolerância à deterioração de sementes a impermeabilidade do tegumento, caracterizada principalmente por sementes duras, dificulta a penetração de água no tegumento (Custódio et al., 2002). Peske & Pereira (1983), afirmam que o tegumento da semente de soja tem importante papel no controle da absorção de água e proteção contra microrganismos, além de funcionar como suporte mecânico. McDonald et al. (1988) mostraram que, durante as primeiras oito horas de embebição, o tegumento das sementes de soja regula a passagem da água. Após este período, torna-se totalmente permeável, podendo inclusive servir como reservatório de água para uso do eixo embrionário. Costa et al. (1984), contrastando duas cultivares de soja quanto à absorção de água em laboratório e em condições de campo, determinaram que a tolerância à deterioração de uma delas seria a provável causa da menor absorção de água. Em contrapartida, alguns autores observaram que a embebição não foi eficiente para diferenciar genótipos com tendência de produzir sementes com qualidade fisiológica superior (Vieira, 1980; Rocha, 1982; Boldt, 1984). Braccini (1993), estudando a embebição de legumes de soja, ressalva que esta característica pode ser usada com melhor sucesso para avaliação da qualidade de sementes. Tully (1982) também mencionou que a incorporação de impermeabilidade do legume à água seria alternativa mais apropriada que a impermeabilidade da semente para assegurar a qualidade de sementes, 8 constatando variabilidade para esta característica entre diversos genótipos de soja. Gilioli et al. (1982) concluíram que a seleção de genótipos com menor peso de sementes e maior espessura de parede do legume poderia ser útil para a obtenção de melhor qualidade da semente. Elia et al. (1996) estudando 16 linhagens de feijão distintas quanto à capacidade de absorção de água pela semente verificaram que as estimativas de herdabilidade para esta característica foram altas (0,77), indicando que o ambiente teve pequeno efeito na expressão desses caracteres, facilitando processos de seleção. Costa, G. et al. (2001) obtiveram estimativas de herdabilidade de 0,98 para o caráter absorção de água, indicando que esse é de fácil seleção. Sousa (2003) evidenciou a possibilidade de sucesso com a seleção para o caráter absorção de água em sementes de feijão, em função das altas estimativas de herdabilidade e do pequeno erro associado. Uma boa relação entre permeabilidade dos legumes e qualidade das sementes de soja foi relatada por Pereira et al. (1985), em estudos sobre avaliação de métodos para a identificação de genótipos com alta qualidade de semente. Braccini (1993) observou que o teste de embebição do legume correlacionou-se negativamente com os testes de envelhecimento precoce, emergência em areia e índice de velocidade de emergência (IVE), indicando que com o aumento da permeabilidade dos mesmos diminui-se a qualidade das sementes, podendo essa característica ser usada na avaliação da qualidade fisiológica das mesmas. No entanto, apesar de todos estes resultados, relacionando tanto o retardamento de colheita quanto a permeabilidade de legumes, com qualidade fisiológica de sementes, não foram identificados nem quantificados nos mesmos, as características bioquímicas do tegumento ou legume que possivelmente possibilitaram a restrição à absorção de água, tais como teor de lignina. 9 2.3 O processo de lignificação e a soja RR O termo lignina é utilizado para designar um grupo de substâncias com unidades químicas semelhantes. Segundo Panobianco (1997), a estrutura química da lignina é muito complexa e ainda não muito bem definida. Butler & Bailey (1973), citados por Silva (1981), referem-se à lignina como um polímero, 3-metóxi-fenil-propenol e 3-5-di-metóxi-fenil-propenol, ligados em proporções variadas e em sequência casualizada, originando grande variedade de produtos, o que dificulta a sua exata definição. De acordo com Esau (1976), a lignina constitui-se de uma substância ou mistura de substâncias orgânicas de elevado conteúdo de carbono, mas diferente dos carboidratos, e que se encontra associada à celulose nas paredes de numerosas células. Em estudos mais recentes tem sido relatado que as ligninas são polímeros derivados de álcoois “p-coumaryl”, “conyferyl” e “sinapyl”. As porções aromáticas destes fenilpropanóides são descritas, respectivamente, como “p-hydroxyphenil”, “guaiacyl” e “syringyl”, sendo então classificadas de acordo com esta distinção (Lewis & Yamamoto, 1990). A lignina é impermeável à água, muito resistente à pressão e pouco elástica, sendo depois da celulose, o polímero vegetal mais abundante, encontrando-se em maior quantidade na parede celular, cerca de 60% a 90% (Egg-Mendonça, 2001), o que ocorre durante a formação da mesma. O crescimento e desenvolvimento da parede celular podem ser divididos em duas fases: crescimento da parede primária, fase em que a célula aumenta de tamanho, e crescimento da parede secundária, fase em que ocorre à deposição de polímeros de lignina a medida que a parede celular torna-se progressivamente mais espessa, a partir da borda interna da parede primária, em direção ao centro da célula. A inclusão de lignina na parede tem origem na lamela média, partindo em direção ao interior da parede secundária. O efeito deste padrão de deposição de lignina torna a região lamela média/parede celular primária mais 10 intensamente lignificada (Jung & Alen, 1995). Esta deposição de lignina é importante não só para conferir rigidez e resistência aos tecidos vegetais da planta, tais como caule e folhas, mas especialmente para o tegumento de sementes de soja, sendo correlacionada com a resistência ao dano mecânico (Panobianco, 1997), conferindo ao tecido resistência mecânica e proteção à parede celular contra infestações por microrganismos (Rijo & Vasconcelos, 1983, citados por Tavares et al., 1987). O tegumento da semente de soja é composto por três camadas, a partir da superfície, a epiderme, a hipoderme e o parênquima interior (Esau, 1976). Esta última camada, composta por parênquima lacunoso, está presente em toda a testa da semente, com exceção da região do hilo. Possui de 6 a 8 camadas de células, tangenciais à superfície da testa, formadas por paredes finas e protoplasma ausente, sendo a parte mais externa deste parênquima formada por células grandes e alongadas, enquanto a mais interna por células menores e bastante ramificadas (Esau, 1977). Segundo Corner (1951), a camada intermediária da testa, hipoderme, é formada por células em ampulhetas, ou células pilares, ou ainda osteoesclerídeos. Constitui-se por uma camada de células uniformes, por toda a testa, com exceção da região do hilo. A parede celular de suas células esclerenquimatosas se apresenta desuniforme (osteosclerídeos) com a presença de grandes espaços intercelulares. A epiderme, mais externa da testa, permanece unisseriada e origina a camada paliçádica, característica das sementes de leguminosas. Essa camada é constituída de macroesclerídeos (células de Malpigui) com paredes desigualmente espessadas, tendo uma cutícula presente sobre a parede mais externa dos mesmos. Suas células apresentam-se alongadas com a disposição perpendicular à superfície da testa, com paredes celulares grossas (Esau, 1976). Como é comum em leguminosas, há uma região particularmente 11 impermeável nas paredes da parte superior dos macroesclerídeos, que retrata a luz mais intensamente do que o resto da parede (Esau, 1965). A chamada “linha lúcida” é visível em sementes de muitas espécies silvestres de soja, mas é menos proeminente nas espécies cultivadas (Alexandrova & Alexandrova, 1935, citados por Carlson & Lersten, 1987). Esta camada paliçádica despertou interesse de pesquisadores pelo fato de sua estrutura e, em certas sementes duras de leguminosas, ser causadora do alto grau de impermeabilidade do tegumento, afetando, por conseguinte a capacidade de germinação (Esau, 1976). Sementes duras ou impermeáveis, segundo Woodstock (1988), podem ser resultantes de uma organização compactada de microfibrilas de celulose na parede celular. Esta, por sua vez, pode ser impregnada com substâncias impermeáveis à água, tais como lignina, ceras, suberinas ou tanino. São compostas abundantemente pelos polissacarídeos celulose e hemicelulose, e de polímeros fenilpropanóides conhecidos como lignina (McDougall et al., 1996). De acordo com McDougall et al. (1996), a impermeabilidade do tegumento conferida pela lignina, exerce efeito significativo sobre a capacidade e velocidade de absorção de água através deste, interferindo desse modo, na quantidade de lixiviados liberados para o meio externo durante a fase de embebição do processo de germinação de sementes. Crocker (1948) já mencionava a necessidade de se conhecer melhor esse mecanismo, por considerar este, o maior exemplo de eficiência contra a penetração de água, devendo, portanto, ser melhor aproveitado por melhoristas ajustando esta característica às suas necessidades. Como características gerais de cultivares de soja de tegumento menos permeável, pode-se citar o melhor potencial de conservação, os níveis inferiores de infecção por patógenos, o maior vigor e viabilidade, além da resistência à reabsorção de umidade após a maturação (Panobianco, 1997). Tavares et al. (1987), estudando características estruturais do tegumento 12 de sementes de linhagens de soja, concluíram que o conteúdo total de fibras não está ligado a impermeabilidade, porém, quanto ao tipo de fibra, verificou-se um acentuado incremento dos valores de lignina nas linhagens com tegumentos impermeáveis (4,69% a 7,70%), diferenciados dos valores 1,80% a 3,18%, encontrados em linhagens com tegumentos permeáveis. De acordo com Brauns & Brauns (1960), citados por Tavares et al. (1987), o caráter hidrofóbico da lignina afeta as ligações hidrofílicas da lamela média e, a remoção da lignina, interfere na resistência biológica da hidratação em cerca de 10,5% a 17% do tecido original. A ocorrência de sementes duras em leguminosas tem sido atribuída tanto a fatores genéticos como ambientais (Donnelly, 1970). A porcentagem de sementes duras mostra considerável variabilidade dependendo das espécies ou cultivares, do grau de maturidade, das condições de maturação e do tempo de armazenamento. Assim, baixa umidade do ar durante a maturação resulta em um considerável aumento na dureza das sementes (Baciu-Miclaus, 1970; Martins, 1989). Em soja, diferenças no teor de lignina entre tegumentos de sementes têm sido observadas por diversos autores (Tavares et al., 1987; Carbonell et al., 1992; Alvarez, 1994; Carbonell & Krzyzanowski, 1995; Panobianco, 1997; Menezes, 2008). Adicionalmente, uma grande especulação tem sido gerada com relação aos teores de lignina na planta entre cultivares transgênicas (RR) e convencionais (Coghlan, 1999; Gertz Junior et al., 1999; Kuiper et al., 2001; Edmisten et al., 2006; Nodari & Destro, 2006). Nodari & Destro (2006), em estudo realizado em nove lavouras de soja no Rio Grande do Sul, observaram que na presença de secas e altas temperaturas, as cultivares RR sofreram mais prejuízos que as convencionais. Os autores observaram um grande número de plantas com rachaduras no caule de 13 penetrância elevada, sendo que uma quantidade significativa das mesmas apresentava-se com caules dobrados ou quebrados, cerca de 50% a 70% das plantas, possivelmente devido à superprodução de lignina nos materiais RR. Segundo Coghlan (1999), os teores elevados de lignina depositados no caule das plantas de soja estariam ocasionando estas rachaduras devido ao enrijecimento das plantas sob altas temperaturas (45oC), problema também detectado em lavouras de soja transgênica RR nos EUA, o que teria ocasionado, em anos mais quentes, perdas por tombamento de até 40% (Nodari & Destro, 2006) em conseqüência de aproximadamente 20% a mais de lignina em materiais RR (Kuiper et al., 2001). Embora a causa exata do comportamento da lignina neste mecanismo ainda seja desconhecida (Coghlan, 1999), possivelmente as alterações dos teores na planta sejam devido ao fato dos precursores da molécula de lignina serem formados na via do ácido chiquímico, que é inibido pelo herbicida glifosato em plantas convencionais. A inibição de enzimas EPSPS, presentes nesta via pelo glifosato, levam a uma deficiência na produção de aminoácidos e consequente morte das plantas. Desta forma, a sequência CP4 EPSPS, introduzida no genoma de cultivares comerciais de soja, responsável pela produção da proteína CP4 enolpiruvilxiquimato-3-fosfato-sintase (EPSPS), enzima que participa da biossíntese de aminoácidos aromáticos em plantas e microrganismos, poderia estar apresentando efeito pleiotrópico, modificando assim os teores de lignina na planta. Apesar de todos estes trabalhos sugerirem efeito pleiotrópico do transgene sob condições de alto estresse, em ensaios de laboratório nos EUA, alguns autores sugerem que o mesmo pode não ser detectado até que específicas condições ambientais sejam observadas, o que comumente não ocorre em condições de campo. Neste sentido, a quantificação de lignina na planta, e por conseguinte em legumes e tegumento de sementes de soja, tornam-se 14 necessários em condições de campo, principalmente visando comparações entre materiais convencionais e suas versões RR, essencialmente derivadas, uma vez que os relatos anteriores se referem a genótipos diversos, não se isolando assim o efeito do transgene inserido. Vale ressaltar que são escassos na literatura trabalhos científicos que comprovem efeito pleiotrópico do transgene RR sob quaisquer características, sendo a maioria deles baseados em observações de campo. Desta forma, julgou-se relevante também neste trabalho o estudo do incremento de peso de sementes e legumes intactos de soja, em diferentes períodos de embebição, e sua relação com os teores de lignina na planta, legume e tegumento de sementes, em plantas de soja RR e convencional; bem como a qualidade fisiológica e o teor de lignina no tegumento das sementes colhidas em diferentes épocas e a qualidade fisiológica de sementes de soja transgênica RR e os teores de lignina de plantas submetidas à pulverização com o herbicida glifosato. 15 3 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALVAREZ, P.J.C. Relação entre o conteúdo de lignina no tegumento da semente de soja e sua relação ao dano mecânico. Londrina: FUEL, 1994. 43p. BACIU-MICLAUS, D. Contribuition to the study of hard seed and coat structure properties of soybean. Proccedings of the International Seed Testing Association, Vollebekk, v.35, n.2, p.599-617, 1970. BOLDT, A.F. 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Qualidade fisiológica de sementes de quatorze cultivares de soja [Glycine max (L.) Merrill]. Revista Ceres, Viçosa, MG, v.30, n.172, p.408418, 1983. WOODSTOCK, L.W. Seed imbibition: a critical period for successful germination. Journal Seed Technology, Springfield, v.12, n.1, p.1-15, Feb. 1988. 22 CAPÍTULO 2: Aspectos agronômicos da planta e qualidade fisiológica e sanitária de sementes de soja RR e convencional, produzidas em diferentes épocas 23 RESUMO Estudos relacionados à qualidade fisiológica de sementes de soja transgênica RR e convencional ainda são muito escassos, principalmente relacionados ao teor de lignina presente na planta e na semente. Objetivou-se avaliar características agronômicas da planta, teor de lignina no tegumento e qualidade de sementes RR e convencional, produzidas em 2 safras. As sementes foram produzidas nas safras verão 2006/07 e inverno 2007, na área experimental do Departamento de Agricultura da Universidade Federal de Lavras. Utilizaramse 10 cultivares na safra de verão e, 6 na safra de inverno, compreendendo cultivares convencionais e suas versões transgênicas RR, essencialmente derivadas, em experimentos instalados em delineamento de blocos casualizados com 4 repetições. Foram avaliados os caracteres agronômicos altura de planta, altura da inserção do primeiro legume e número de legumes por planta, determinados em 8 plantas da área útil por bloco; teor de lignina no tegumento de sementes e qualidade de sementes por meio dos testes: peso de 1000 sementes, incidência de dano mecânico, germinação e matéria seca de plântulas normais, índice de velocidade de emergência, índice de velocidade de germinação, emergência de plântulas, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica e teste de imersão de sementes em água, além da qualidade sanitária. Concluiu-se que o teor de lignina nas sementes da cv transgênica Baliza RR foi superior ao da cv convencional Celeste. No entanto, essa diferença no teor de lignina parece não ter influenciado a germinação e o índice de velocidade de germinação, provavelmente em função das condições favoráveis prevalecentes durante o processo de produção das sementes, não tendo sido observado efeito pleiotrópico do transgene RR na produção de lignina em plantas de soja. Não foram observadas diferenças substanciais quanto aos caracteres agronômicos e qualidade fisiológica de sementes entre as cultivares convencionais e transgênicas RR. 24 ABSTRACT Studies related to the physiological quality of RR transgenic and conventional soybean seeds are greatly scarce, mainly those related to the lignin content present in the plant and seed. Evaluating agronomic characteristics of the plant, lignin content in the coat and quality of RR and conventional seeds produced in two crops was intended. The seeds were produced in the crops 2006/07 summer and 2007 winter in the experimental area of the Agricultural Department of Federal University of Lavras Ten cultivars in the summertime crop and 6 in the winter crop were utilized, compressing both conventional cultivars and their RR transgenic versions, essentially derived in experiment established in randomized block design with 4 replicates. The agronomical traits: plant height, height of insertion of the first legume and number of legumes per plant, determined in 8 plants of the useful area per block; lignin content in the seed coat and quality of seeds by means of the tests: 1000 seed weight, incidence of mechanical injury, germination and dry matter of normal seedlings, emergence velocity index, germination velocity index, seedling emergence, accelerated aging, electrical conductivity and water seed soaking test, in addition to the sanitary quality, were evaluated. It follows that lignin contents in the seeds of transgenic cultivar Baliza RR was higher than that of the conventional cultivar Celeste. Nevertheless, that difference in lignin content seems not to have influenced germination and germination velocity index, likely as related to the current favorable conditions during the process of production of the seeds, no pleiotropic effect of the RR transgene in lignin production in soybean plants having been found. No marked differences as regards the agronomic traits and physiological quality of seeds between the conventional materials and their respective RRs were noticed. 25 1 INTRODUÇÃO Responsável por 45,6% do total de área plantada e aproximadamente 42,71% do total da produção de grãos na última safra 2008/09 no Brasil, a cultura da soja [Glicyne max (L.) Merrill] assume papel importante no agronegócio como a principal fonte de divisas para o País (CONAB, 2009). O advento da soja transgênica, resistente ao herbicida Roundup Ready (RR), revolucionou o mercado de soja mundial, tendo seus efeitos sido observados no Brasil a partir de 1995, com a introdução de sementes piratas oriundas da Argentina. Segundo dados do CIB (2009), na safra 2008/09 a área ocupada com soja transgênica no Brasil atingiu 14,2 milhões de hectares, o correspondente a 63,9% do total explorado com a cultura, confirmando a adesão dos agricultores brasileiros a esta tecnologia. Paralelo a adoção desta tecnologia alguns autores tem relatado um número considerável de plantas de soja RR com danos no caule, possivelmente, segundo estes, devido a superprodução de lignina (Coghlan, 1999; Gertz Junior et al., 1999; Kuiper et al., 2001; Edmisten et al., 2006; Nodari & Destro, 2006) a qual pode estar associada ao teor de lignina nas sementes e a qualidade de sementes. Segundo Nodari & Destro (2006), têm sido observado rachaduras no caule de plantas de soja em lavouras do RS, possivelmente ocasionadas pela superprodução de lignina presente nas cultivares RR, cerca de 20% superiores às convencionais (Kuiper et al., 2001), problema este também já detectado em lavouras de soja transgênica nos EUA, ocasionando em anos mais quentes perdas por tombamento de até 40% (Nodari & Destro, 2006). Neste sentido, uma grande especulação tem sido demonstrada em relação às respostas diferenciais destes materiais, não só quanto aos teores de lignina na planta, mas também na semente além de características agronômicas 26 da planta. No entanto, pesquisas nessa área são bastante restritas, principalmente quando se trata de comparações dentro do mesmo genótipo, contrastando-se uma cultivar convencional com sua versão transgênica RR, essencialmente derivada. Sabe-se que a qualidade fisiológica de sementes de soja é controlada, em grande parte, por fatores genéticos, como a cultivar, caracteres da planta e da própria semente, tornando-se um fator de suma importância para o processo de produção. Segundo Krzyzanowski et al. (1993) o genótipo pode ser considerado fator mais importante para a qualidade de sementes quando comparado à escolha da região e práticas culturais. Logo, diferentes cultivares de uma mesma espécie podem apresentar maior ou menor vigor, além de longevidade (Petre & Guerra, 1999). Dentro deste contexto, neste trabalho avaliaram-se características agronômicas da planta, teor de lignina no tegumento de sementes, assim como a qualidade fisiológica, física e sanitária de sementes de soja RR e convencional, produzidas em duas safras, verão e inverno. 27 2 MATERIAL E MÉTODOS Os ensaios de produção de sementes foram conduzidos em duas safras, verão 2006/07 (Novembro a Abril) e inverno 2007 (Abril a Agosto), no campo experimental do Departamento de Agricultura da Universidade Federal de Lavras, em solo classificado como Latossolo Roxo distroférrico, fase cerrado. As análises e determinações foram realizadas no Laboratório Central de Sementes do, Departamento de Agricultura, e Laboratório de Patologia de Sementes do Departamento de Fitopatologia. A cidade de Lavras está situada a 21o14` de latitude sul, 45o00`de longitude W. Gr. e altitude de 918m. A região do Sul de Minas Gerais, de acordo com a classificação de Koppen, apresenta clima tipo Cwa (Ometo, 1981). Os dados relativos à temperatura, umidade relativa e precipitação pluviométrica, registrados na 100 28 90 24 80 20 70 60 16 Precipitação (mm) 50 12 40 30 Temperatura média (oC) Estação Climatológica Principal de Lavras (MG) são apresentados na Figura 1. 8 20 4 10 0 0 10 20 30 10 20 31 10 20 31 10 20 28 10 20 31 10 20 30 10 20 31 10 20 28 10 20 31 10 20 31 Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago FIGURA 1 Variação diária da temperatura média do ar e pluviometria de Novembro de 2006 a Agosto de 2007. Fonte: ESTAÇÃO CLIMATOLÓGICA PRINCIPAL DE LAVRAS - MG. 28 Utilizaram-se 10 cultivares de soja na safra verão e, destas, 6 na safra inverno (BRS 133, 245 RR, 134 e 247 RR), cedidas pelas empresas Embrapa Soja (Londrina) e Embrapa Cerrados (DF), compreendendo cultivares convencionais e suas versões transgênicas RR, essencialmente derivadas, conforme Tabela 1. Os ensaios foram implantados em delineamento de blocos casualizados com quatro repetições, utilizando-se unidades experimentais de 4 linhas de 6m cada, considerando-se as 2 linhas centrais como área útil. A adubação de semeadura foi realizada de acordo com a análise de solo, e as interpretações segundo Ribeiro et al. (1999). As sementes foram tratadas com o fungicida Vitavax Thiram 200 SC, na dosagem de 250 ml/100kg de sementes, sendo após inoculadas com produto comercial turfoso, de maneira a garantir população mínima de 1.200.000 bactérias/semente. Por ocasião do desbaste, manteve-se a densidade de 16 plantas por metro linear, sendo os tratos culturais, quando necessários, realizados segundo recomendações para a cultura. TABELA 1 Cultivares de soja, convencional e a respectiva versão RR, e ciclos de produção utilizadas nos ensaios de produção de sementes, verão 2006/07 e inverno 2007. Cvs convencionais BRS MG 46 ‘Conquista’ BRS MG 46 ‘Jataí’ BRS ‘Celeste’ BRS 133 BRS 134 Ciclo Médio Semitardio Médio Semiprecoce Semiprecoce Cvs transgênicas BRS Valiosa RR BRS Silvânia RR BRS Baliza RR BRS 245 RR BRS 247 RR Ciclo Médio Semitardio Médio Semiprecoce Semiprecoce A colheita manual foi realizada quando as plantas se encontravam entre os estádios reprodutivos R7 e R8 (Fehr & Caviness, 1977), sendo a secagem realizada à sombra, até que as sementes atingissem teor de água próximo a 13%. Para as análises e determinações foram utilizadas a mistura das sementes retidas nas peneiras de crivo circular 5,55mm e 6,35mm, sendo que para os testes fisiológicos as mesmas foram tratadas com o fungicida Vitavax Thiran 200 SC 29 na dosagem de 250 ml/100 kg de sementes, com exceção do teste de condutividade elétrica. Foram avaliados os caracteres agronômicos: altura de planta, altura da inserção do primeiro legume e número de legumes por planta, determinados em 8 plantas da área útil por bloco; e as análises e determinações peso de 1000 sementes (Brasil, 1992), teor de lignina no tegumento das sementes (Capeleti et al., 2005), incidência de dano mecânico (Marcos Filho et al., 1987), germinação e matéria seca de plantas normais da germinação (Brasil, 1992), índice de velocidade de emergência - IVE e índice de velocidade de germinação - IVG (Edmond & Drapala, 1958), estande final em canteiro (contagem aos 24DAP), envelhecimento acelerado a 42oC por 72h (Marcos Filho, 1999), condutividade elétrica – CE (Vieira, 1994), teste de imersão de sementes em água e sanidade das sementes, avaliando-se o percentual de infestação (Machado, 2000) e a intensidade do inóculo. Os dados de intensidade do inóculo foram ponderados pela fórmula de McKinney (1923): II (%) = ∑ (F x n) x 100 (N x M) em que: II = intensidade de inóculo, F = número de sementes com determinada nota, n = nota observada, N = número total de sementes avaliadas e M = nota máxima da escala. Com exceção dos testes de germinação e envelhecimento acelerado, realizados com 400 sementes/tratamento, em todos os demais testes utilizou-se 200 sementes, conforme recomendações específicas. Para o teste de imersão de sementes em água utilizou-se as sementes oriundas do teste de condutividade elétrica, submetidas 24 horas a 25oC de submersão em água, sendo após 30 submetidas ao teste de germinação, avaliando-se aos 4 dias o número de plantas normais e anormais deformadas enroladas. A análise estatística foi realizada utilizando-se o software estatístico R (R Development Core Team, 2008). Para as 6 cultivares, produzidas em ambas as safras, inicialmente, foi aplicado o teste F (Storck et al., 2000), para verificar a hipótese da homogeneidade de variância dos erros amostrais entre as safras e conveniência de uma análise conjunta dos experimentos. Quando as variâncias foram consideradas homogêneas foi realizada a análise conjunta considerando-se o fatorial safra x tratamentos, e quando homogênea realizada análise de variância separadamente para cada uma das safras. Em todas as análises, quando verificado efeito significativo dos tratamentos, para testar a significância de diferenças entre as médias das cultivares convencionais e transgênicas RR, realizou-se o teste de contraste de médias Scheffé. 31 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Para as variáveis altura do 1º legume, número de legumes por planta, germinação, peso seco de plântulas normais no teste de germinação, índice de velocidade de germinação e índice de velocidade de emergência, não houve homogeneidade de variância necessária, entre as safras verão e inverno, para análise conjunta dos dados. Para as demais características analisadas conjuntamente, não se verificou efeito significativo de época de plantio, com exceção dos testes de imersão em água e estande final. Com exceção do IVG, a contradição entre os resultados significativos da análise de variância pelo teste F e os resultados não significativos das análises de contraste pelo teste Scheffé, em ambas as safras, se justifica pelo teste F identificar diferenças existentes entre todos os tratamentos estudados, não levando em consideração apenas os contrastes estabelecidos entre os materiais convencionais e transgênicos RR, como pelo teste de Scheffé. Nas Tabelas 1A à 17A são apresentados os resumos da análise de variância para os caracteres estudados em ambas as safras. Para a variável estande final, obtida no teste de emergência em canteiro, observa-se que independente da safra avaliada, os contrastes entre as cultivares RR e convencional não se mostraram significativos, sendo que para a variável imersão em água observou-se efeito interativo entre época de plantio e tratamentos (Tabela 2). Quando produzidas em condições de inverno, somente as cultivares Jataí e Silvânia RR mostraram-se contrastantes quanto ao número de plântulas normais após imersão em água, indicando que a cv transgênica RR (36%) mostrou-se inferior à cv convencional (59%) (Tabela 2). Na Tabela 3 são apresentados em resumo os resultados médios para as variáveis em que os contrastes apresentaram-se com significância, para ambas as safras. 32 TABELA 2 Contrastes, estimativas de contrastes (EC) e valores médios de germinação para a variável germinação após a imersão em água de sementes de soja convencionais e suas versões transgênicas RR, análise conjunta safra verão e inverno. Contrastes Conquista vs ValiosaRR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR EC 13,0 15,0 23,0 Inverno Valor-p 0,5278NS 0,3675 NS 0,0424* EC -4,0 -12,0 0,5 Verão Valor-p 0,9948 NS 0,6127 NS 1,0000 NS * Significativo a 5% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. TABELA 3 Valores médios para as variáveis em que os contrastes, entre cultivares de soja convencionais e suas versões transgênicas RR, apresentaram significância, safra verão e inverno. Médias Variáveis Médias Altura de plantas (m) No Legumes/planta Germinação (%) Peso 1000 sementes (g) IVE Lignina Tegumento (%) Jataí Jataí BRS 133 BRS 134 BRS 134 Celeste Imersão em água (%) Condutividade elétrica (µS/cm/g de sementes) IVG Jataí Verão 1,56 a vs Silvânia RR 110,00 a vs Silvânia RR 95,50 a vs BRS 245 RR 155,50 a vs BRS 247 RR 7,16 b vs BRS 247 RR 0,20 b vs Baliza RR Inverno 59,00 a vs Silvânia RR Jataí 76,54 b vs Silvânia RR 100,25 a Conquista 2,25 a vs Valiosa RR 2,11 b 1,41 b 57,50 b 87,25 b 142,70 b 7,55 a 0,26 a 36,00 b Letras minúsculas seguidas pela mesma letra na linha não diferem entre si pelo Teste Schefeé, ao nível de 5% de significância. Os baixos percentuais de germinação, obtidos após as 24h de imersão em água, podem ser explicados pelas injúrias ocasionadas pela rápida embebição, devido à diferença de potencial hídrico entre o interior da semente e o meio (Castro & Vieira, 2001), uma vez que essas sementes se encontravam com teor de água próximo a 13%. Segundo Richard et al. (1991), o dano por embebição será proporcional à diferença de potencial hídrico entre a semente e o meio. Desta forma, a semente, já danificada, tem menor quantidade de energia disponível para o processo germinativo, refletindo em menor vigor 33 Tais resultados de germinação, após a imersão em água, vêm de encontro aos obtidos no teste de CE, realizados com as mesmas sementes, nos quais houve superioridade da cv Jataí (76,54µS/cm/g) quando comparada a cv Silvânia RR (100,25 µS/cm/g), conforme Tabela 3. Os contrastes e suas respectivas estimativas para a variável condutividade elétrica são apresentados na Tabela 4. TABELA 4 Contrastes e estimativas de contraste (EC) para condutividade elétrica de sementes de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contrastes Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR EC 4,877 14,475 -1,995 -5,347 -16,595 Verão Valor-p 0,9999 NS 0,8046 NS 0,9999 NS 0,9999 NS 0,6635 NS Inverno EC Valor-p -13,7600 0,1908 NS -14,8975 0,1361 NS -23,7150 0,0071** ** Significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. Segundo Vieira & Krzyzanowski (1999) para lotes de sementes de soja com alto vigor os valores padrões de condutividade devem estar situados, no máximo, até 70-80 µS/cm/g, porém com forte tendência a apresentarem médio vigor. No entanto, apesar do alto valor de CE observado em sementes da cv Silvânia RR, nos testes de germinação e vigor não foram verificadas diferenças entre as duas cultivares, o que segundo José et al. (2004) pode indicar que exista cultivares com uma maior eficiência na reorganização de membranas, não resultando propriamente em danos. Panobianco (1997) ao relacionar a variação na condutividade elétrica de sementes de soja e o teor de lignina no tegumento das mesmas afirma que o genótipo pode alterar a condutividade elétrica para sementes com o mesmo padrão de qualidade fisiológica. No entanto, não se observou diferenças significativas entre as cultivares Jataí e Silvânia RR quanto aos teores de lignina 34 no tegumento (Tabela 5), indicando que neste caso, o mesmo pode não ter sido o responsável pela variação de CE observada. Da mesma forma, não foi possível relacionar a diferença nos teores de lignina no tegumento, observada entre as cvs Celeste (0,20%) e Baliza RR (0,26%), e os resultados de qualidade fisiológica de ambas, produzidas na safra verão, uma vez que as mesmas diferiram somente para essa característica (Tabela 3). Vale ressaltar que apesar das diferenças encontradas para o contraste Baliza RR vs Celeste, não foi possível, pela incidência de dano mecânico, detectar quaisquer diferenças entre as cultivares estudadas. TABELA 5 Contrastes e estimativas de contraste (EC) para teor de lignina em tegumento de sementes de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contraste Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR EC -0,0225 -0,0650 0,0175 -0,0075 -0,0350 Verão Valor-p 0,9658 NS 0,0467* 0,9937 NS 0,9999 NS 0,6885 NS Inverno EC Valor-p 0,0025 0,9999 NS -0,0025 0,9999 NS 0,0000 0,9999 NS * Significativo a 5% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. Segundo McDonald et al. (1988), durante as primeiras 8 horas de embebição o tegumento das sementes de soja atua regulando a passagem da água, sendo que após este período, torna-se totalmente permeável. Rijo & Vasconcelos (1983), citados por Tavares et al. (1987), afirmam que a lignificação do tegumento é uma característica importante, pois confere ao tecido resistência mecânica e protege a parede celular de infestações por microrganismos. Nas condições destes ensaios, os valores de lignina se situaram entre 0,16% e 0,32%, sendo que os menores valores foram observados para as cvs BRS 133, BRS 134, BRS 245RR e BRS 247RR, e os maiores valores para as cvs Jataí e Silvânia RR (Tabelas 18A e 19A). 35 Como pode ser observado na Figura 2 e 3, as cultivares BRS 133, 245 RR, 134 e 247 RR apresentaram os menores percentuais de infecção e índices de infecção (severidade), quando produzidas no verão, indicando que as condições ambientais durante o período de maturação das sementes foram responsáveis pela qualidade sanitária das sementes. Nestas cultivares foi observado menor ciclo fenológico, semiprecoce, o que proporcionou o período de maturação fora do período de chuvas. Sanidade das sementes ) 50 % ( s 40 a d a t 30 c fe n i 20 s te n10 e m e S 0 Phomopsis Cercospora FIGURA 2 Valores médios para percentuais de infecção no teste de sanidade de sementes de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra verão. 36 Severidade 40 35 30 e 25 c i 20 d n Í 15 10 5 0 Phomopsis Cercospora FIGURA 3 Valores médios para índices de infecção (severidade) no teste de sanidade de sementes de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra verão. Segundo Delouche (1975), a alternância de dias secos com úmidos, durante a fase de maturação até a colheita, que ocorrem com maior facilidade no verão, pode aumentar de forma diferenciada a incidência de doenças de final de ciclo das sementes produzidas. Dentro deste contexto, a semente torna-se não só um alvo fácil para a ação de microrganismos, os quais reduzem consideravelmente sua viabilidade, mas também passam a ser veículos eficientes de disseminação de patógenos (Machado, 2000). Essa situação pode ser visualizada principalmente para as cultivares Jataí e Silvânia RR, que permaneceram maior período em campo, as quais apresentaram as maiores percentagens de infecção, 39% e 38% (Figura 2), e também os maiores índices de infecção pelo patógeno Phomopsis, 35% e 26% (Figura 3), respectivamente. Vale ressaltar que quando produzidas em condições de inverno, sob regime de irrigação controlada, sem chuvas no período de maturação das sementes, não foram observadas para quaisquer sementes a presença de patógenos. 37 Ao se observar os contrastes estabelecidos entre os materiais RR e convencionais pode-se inferir que as cultivares Jataí e Silvânia RR apresentaram maior número de diferenças significativas dentre as variáveis estudadas (Tabela 3), não só com relação à qualidade fisiológica das sementes, mas também quanto aos caracteres agronômicos, tais como altura de planta e número de legumes por planta (Tabela 6 e 7). Para a característica agronômica altura de inserção do 1º legume não se identificou quaisquer diferenças entre os materiais RR e convencional. TABELA 6 Contrastes e estimativas de contraste (EC) para altura de planta de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contrastes Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR Verão EC Valor-p -4,2850 0,9150 NS -7,0275 0,4173 NS 15,4400 0,0009** -2,8450 0,9937 NS 4,3750 0,9050 NS Inverno EC Valor-p 5,3775 0,4928 NS -8,3450 0,1126 NS -1,1225 0,9988 NS ** Significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. TABELA 7 Contrastes e estimativas de contraste (EC) para número de legumes por planta de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contrastes Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR EC -24,10 -38,60 26,70 -28,10 -18,10 Verão Valor-p 0,9999NS 0,7873 NS <0,0001** 0,9999 NS 0,9999 NS EC 2,00 -1,25 -1,25 Inverno Valor-p 0,9087 NS 0,9869 NS 0,9869 NS ** Significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. Pelos valores médios para altura de planta e número de legumes por planta (Tabela 3) foi verificado, novamente, que a cv convencional Jataí mostrou-se superior à cv Silvânia RR, sendo que para número de legumes/planta 38 estes valores chegam a 91,3% de acréscimo. Adicionalmente, vale ressaltar que para esses materiais, em condições de campo, foram observadas maiores variações quanto ao ciclo fenológico, com maior uniformidade de maturação e menor ciclo, cerca de 10 dias, da cultivar convencional Jataí em relação à transgênica RR. Convém destacar que apesar das cultivares RR, selecionadas para este trabalho, serem essencialmente derivadas das respectivas convencionais, por meio de retrocruzamentos, nem sempre se recupera completamente o genótipo do genitor recorrente, em virtude de ciclos menores de recorrência o que pode, por consequência, acarretar em variações entre ambos os materiais. No entanto, para essas cultivares não se tem informações do número de ciclos de retro cruzamentos utilizados. Ao se avaliar a qualidade fisiológica das sementes por meio do teste de germinação na safra de verão (Tabela 8) e do IVG na safra de inverno (Tabela 9), não se observou relação entre os resultados significativos para ambas as variáveis, diferenciando-se os contrastes BRS 133 vs BRS 245 RR e Conquista vs Valiosa RR, respectivamente. Para os testes de vigor matéria seca de plântulas normais da germinação e envelhecimento acelerado não se observou diferenças entre os materiais RR e convencionais. Para ambos os resultados as cultivares convencionais mostraram-se superiores às transgênicas RR. Conforme apresentado na Tabela 3, a cv convencional BRS 133, com 95% de plântulas normais, superou a cv BRS 245 RR, com 87%, em aproximadamente 9,5%, quando as mesmas foram produzidas em safra de verão. Neste mesmo sentido, quando avaliado o IVG, na cv convencional Conquista, foi observado índice 2,25, quando produzida em condições de inverno, a qual mostrou-se superior estatisticamente à cv transgênica Valiosa RR, com índice 2,11. 39 TABELA 8 Contrastes e estimativas de contraste (EC) para germinação (plântulas normais) de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contraste Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR EC -1,50 -0,50 0,75 8,25 0,25 Verão Valor-p 0,9995 NS 0,9999 NS 0,9999 NS 0,0289* 0,9999 NS EC -1,25 0,25 -1,25 Inverno Valor-p 0,8683 NS 0,9999 NS 0,8683 NS * Significativo a 5% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. TABELA 9 Contrastes e estimativas de contraste (EC) para IVG de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contraste Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR EC -0,0225 0,0175 0,0125 -0,0050 0,0025 Verão Valor-p 0,4862 NS 0,7863 NS 0,9640 NS 0,9999 NS 0,9999 NS Inverno EC Valor-p 0,1425 0,0027** 0,0125 0,9980 NS -0,0125 0,9980 NS ** Significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. Pela porcentagem final de plântulas emergidas no teste de emergência em canteiro não foi possível diferenciar as cultivares. No entanto, pelos resultados referentes ao IVE (Tabela 10), observou-se menor velocidade de emergência para a cv transgênica BRS 247 RR (7,55 dias) em detrimento da cv convencional BRS 134 (7,16). Em contrapartida, tais resultados de IVE se mostraram inversamente proporcionais aos obtidos para peso de 1000 sementes (Tabela 11), nos quais em sementes de menor peso foram observadas maiores valores de IVE (Tabela 3). 40 TABELA 10 Contrastes e estimativas de contraste (EC) para IVE de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contraste Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR EC -0,1650 -0,0225 0,0525 -0,2375 -0,3850 Verão Valor-p 0,9591 NS 0,9999 NS 0,9999 NS 0,9999 NS <0,0001** Inverno EC Valor-p 0,0625 0,7244 NS 0,0025 1,0000 NS -0,0950 0,3220 NS ** Significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. TABELA 11 Contrastes e estimativas de contraste (EC) para peso de 1000 sementes de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contrastes Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs RR 134 vs 247 RR Verão EC Valor-p 0,3075 0,9778NS 0,8125 0,1362 NS 0,8175 0,1313 NS -0,2875 0,9858 NS 1,2800 0,0025** EC 0,9650 0,7575 0,7100 Inverno Valor-p 0,1398 NS 0,3395 NS 0,4044 NS ** Significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. Em alguns trabalhos nos quais foram relacionados a embebição e sementes de diferentes tamanhos foi observado que as sementes de menor tamanho atingem teores de água superiores aos observados nas de maior tamanho (Calero et al., 1981; Hsu et al., 1983; Souza, 1996; Beckert et al., 2000); o que segundo Beckert et al. (2000) está relacionado à maior área de contato por unidade de massa em sementes menores. Estes mesmos autores verificaram que a intensidade e velocidade de absorção de água pelas sementes de soja foram inversamente proporcionais ao tamanho das sementes. Entretanto, outros pesquisadores ao trabalharem com parâmetros idênticos, não encontraram diferenças na qualidade das sementes de diferentes tamanhos (Krzyzanowski et al., 1991; Silva Filho, 1994). 41 Dentro deste contexto, considerando-se que a semente de soja necessita absorver, no mínimo, cerca de 50% do seu peso em água para assegurar uma boa germinação (EMBRAPA, 2005), diferenças na velocidade de absorção de água, em proporções não prejudiciais à semente, poderiam acarretar em maior velocidade no processo germinativo das mesmas, justificando possivelmente, os resultados encontrados neste trabalho (Tabela 3). Cabe destacar que, mesmo utilizando neste estudo sementes retidas nas peneiras de crivo circular 5,55mm e 6,35mm, não foi possível o estabelecimento de proporções semelhantes das mesmas para todas as cultivares, de maneira que, o maior peso de 1000 sementes, encontrado para a cv convencional BRS 134, cerca de 155,5g, em detrimento da cv BRS 247 RR, com 142,7g (Tabela 3), possivelmente, se deve ao fato da segunda ter produzido cerca de 30% a mais de sementes enquadradas nas peneiras 5,55mm em relação a peneira 6,35mm (dados não apresentados), o que não se verificou para cv convencional, que manteve proporcionalidade semelhante. Vale ressaltar que, apesar dos resultados encontrados neste estudo, com exceção das variáveis IVE e lignina em tegumento de sementes, destacarem as cultivares RR em relação às convencionais, a maioria dos contrastes significativos mostraram-se isolados, apenas em uma das safras ou um dos testes, em meio às várias comparações entre qualidade fisiológica das sementes, não indicando, por conseguinte, diferenças substanciais de qualidade entre os materiais RR e convencionais. Segundo Menezes (2008) a qualidade fisiológica de sementes de soja é influenciada por efeito materno ou extra-cromossômico assim como herança citoplasmática, não sendo as características físicas do tegumento, de origem materna, determinantes sozinhas da qualidade fisiológica das sementes. De acordo com este autor, o estudo do controle genético para qualidade de sementes indica efeito da capacidade geral e específica de combinação, o que sugere a 42 presença de efeitos gênicos aditivos e não-aditivos para qualidade fisiológica de sementes de soja. Logo, a qualidade das sementes não pode ser atribuída apenas ao tegumento das mesmas, e, por conseguinte aos seus teores de lignina, mas também a genes presentes no núcleo. Em vista do exposto, apesar de alguns autores sugerirem efeito pleiotrópico do transgene, CP4 EPSPS, na superprodução de lignina na planta, não foi possível identificar neste trabalho efeito pleiotrópico nas cultivares estudadas, o que indica que, as alterações dos teores de lignina na planta, observados por estes autores, em condições climáticas normais, não sejam devido ao fato dos precursores da molécula de lignina serem formados na via do ácido chiquímico. Desta forma, a sequência CP4 EPSPS, introduzida no genoma de cultivares comerciais de soja, responsável pela produção da proteína CP4 enolpiruvilxiquimato-3-fosfato-sintase (EPSPS), enzima que participa da biossíntese de aminoácidos aromáticos em plantas e microrganismos, parece não estar associada aos teores de lignina no tegumento de sementes de soja. 43 4 CONCLUSÕES • O teor de lignina no tegumento das sementes é superior somente na cultivar Baliza RR em relação a sua convencional Celeste. • Não são observadas diferenças substanciais quanto aos caracteres agronômicos e qualidade fisiológica de sementes entre as cultivares convencionais e transgênicas RR. 44 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BECKERT, O.P.; MIGUEL, M.H.; MARCOS FILHO, J. Absorção de água e potencial fisiológico em sementes de soja de diferentes tamanhos. Scientia Agricola, Piracicaba, v.57, n.4, p.671-675, out./dez. 2000. BRASIL. Ministério da Agricultura. Regras para análise de sementes. 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O experimento foi conduzido no Laboratório Central de Sementes do Departamento de Agricultura da UFLA, utilizando-se 2 amostras de 20 legumes e 4 amostras de 50 sementes das cultivares convencionais Jataí, Celeste e Conquista, e suas respectivas versões transgênicas Silvânia RR, Baliza RR e Valiosa RR. Para a determinação da taxa e velocidade de embebição, os legumes foram imersos em água, em copos de plástico de 250 ml, por períodos de 1, 3, 6, 9, 12, 24 e 48 horas, e as sementes nos períodos de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 12, 24 e 48 horas. Foi observado que os legumes intactos possuem certa resistência à entrada de água nas primeiras horas de imersão, já as sementes, possuem absorção maior no início e posterior estabilização. As cultivares Jataí e Silvânia RR diferiram-se nos períodos de 1 e 2 horas para embebição de sementes, e as cvs Conquista e Valiosa RR nos períodos de 4, 5 e 6 horas para sementes e 24 e 48 horas para legumes intactos, sendo os maiores percentuais, nos contrastes, observados para as cvs Silvânia RR e Conquista. O índice de velocidade de hidratação (IVH) das sementes mostrou-se superior para cv Conquista em relação a cv Valiosa RR. Não foram observadas diferenças entre as cvs transgênicas RR e convencional para teor de lignina em caule, folha, legume e tegumento de sementes, e para IVH de legumes intactos. Por meio dos resultados alcançados não foi possível estabelecer uma associação entre a taxa de embebição em sementes e legumes intactos e a característica de transgenia nas cultivares de soja avaliadas. 50 ABSTRACT In the latest crops, a strong and growing adherence of Brazilian farmers to the RR transgenic soybean has been found. Great speculation has been demonstrated in relation to the differential responses of transgenic soybean cultivars concerning the conventional ones as regards the lignin contents in the stem, legume and seeds, a characteristic associated to the soaking of seeds and legumes. It was intended to determine the increase of weight of intact soybean seeds and legumes at different soaking periods and their relation to the lignin contents in RR and conventional soybean plants. The experiment was conducted in the Seed Sector of the UFLA Agriculture Department, utilizing two samples of 20 legumes and four samples of 50 seeds from the conventional cultivars Jataí, Celeste and Conquista and their respective transgenic versions Silvânia RR, Baliza RR and Valiosa RR. For the determination of both the rate and velocity of soaking, the legumes were immersed into water in plastic 250 ml glasses for periods of 1, 3, 6, 9, 12, 24 and 48 hours, and the seeds in the periods of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 12, 24 and 48 hours. It was found that the intact legumes possess a certain resistance to water entrance in the first few hours’ soaking, but the seeds possess absorption greater at the onset and later stabilization. Cultivars RR Jataí and Silvânia differed in the periods of 1 and 2 hours for seed soaking and cultivars Conquista and Valiosa RR in the periods 4, 5 and 6 hours for seeds and 24 and 48 hours for intact legumes, the highest percents, in the contrasts, being observed for cultivars Silvânia RR and Conquista. The hydration velocity index (HVI) of the seeds proved superior for cultivar Conquista in relation to cultivar Valiosa RR. No differences between the RR transgenic and conventional cultivars as for lignin content in stem, leaf, legume and seed coat and for IVH of intact legumes were found. By means of the achieved results, it no association was possible to establish between the soaking rate in intact seeds and legumes and transgenesis characteristic in the evaluated soybean cultivars. 51 1 INTRODUÇÃO No Brasil, cerca de 55% do volume total de sementes produzidas é de soja [Glicyne max (L.) Merrill], assumindo papel importante no agronegócio como a principal fonte de divisas para o País (Miyamoto, 2008). Nessa produção, é preciso considerar a de plantas transgênicas RR, com tolerância ao herbicida glifosato, aprovada no Brasil em 2005 pela Lei de Biossegurança, e que de acordo com dados do CIB (2009), na última safra, 2008/09, representou 63,9% da área plantada com soja no Brasil. Alguns autores têm mencionado respostas diferenciais quanto aos teores de lignina na planta entre materiais RR e convencionais, atribuindo tal fato ao excesso de lignificação ocorrido em cultivares trangênicas RR (Coghlan, 1999; Kuiper et al., 2001; Edmisten et al., 2006; Nodari & Destro, 2006). No entanto, a pesquisa nessa área é bastante restrita, sendo tais afirmações não baseadas em estudos comparativos dentro do mesmo genótipo. A deposição de lignina na planta é importante não só para conferir rigidez e resistência aos tecidos vegetais, tais como caule e folhas, mas especialmente, para o tegumento de sementes de soja, sendo correlacionada com a resistência ao dano mecânico (Panobianco, 1997), conferindo ao tecido resistência mecânica e proteção à parede celular de infestações por microrganismos (Rijo & Vasconcelos, 1983, citados por Tavares et al., 1987). Dentro deste contexto, possíveis respostas diferenciais podem se tornar relevantes para qualidade fisiológica de sementes, haja vista a relação entre a permeabilidade de sementes de soja e a qualidade fisiológica das mesmas. Grande parte das características do tegumento está associada a problemas específicos apresentados nas sementes, como a suscetibilidade a danos mecânicos, longevidade e potencial de deterioração, que podem ser associados ao seu teor de lignina e ao grau de permeabilidade do tegumento. Em 52 alguns trabalhos tem sido demonstrada relação direta entre a resistência aos danos de embebição e os teores de lignina no tegumento de sementes de soja, comprovando a resposta diferencial entre cultivares, e ainda que poucos genes parecem estar envolvidos na característica de semente dura (Lebedeff, 1947). Tais aspectos, considerados para o tegumento das sementes, podem também ser aplicados ao legume e, por conseguinte ser associados à qualidade de sementes. Yaklich & Cregan (1981) já observavam que diferenças entre cultivares de soja não podem ser atribuídas apenas a fatores ambientais, mas principalmente às diferenças genéticas entre as cultivares estudadas, tais como embebição dos legumes. Tully (1982) também mencionou que a incorporação de impermeabilidade no legume à água seria alternativa mais apropriada que a impermeabilidade das sementes, constatando variabilidade para esta característica entre diversos genótipos de soja. Uma boa relação entre permeabilidade dos legumes e qualidade das sementes de soja foi relatada por Pereira et al. (1985), avaliando métodos para a identificação de genótipos com alta qualidade de semente. Costa et al. (2002), contrastando duas cultivares de soja quanto à absorção de água em laboratório e em condições de campo, determinaram que a menor absorção de água seria a provável causa da tolerância à deterioração das sementes de uma das cultivares. Braccini (1993) observou que o teste de embebição do legume correlacionou-se negativamente com os testes de envelhecimento precoce, emergência em areia e índice de velocidade de emergência, indicando que com o aumento da permeabilidade dos mesmos diminui-se a qualidade das sementes. Dentro deste contexto, objetivou-se estudar o incremento de peso de sementes e legumes intactos de soja, em diferentes períodos de embebição, bem como a velocidade de hidratação dos mesmos e sua relação com os teores de lignina em plantas de soja RR e convencional. 53 2 MATERIAL E MÉTODOS Os ensaios de produção de sementes foram conduzidos na safra de inverno, ano agrícola 2007 (Abril a Agosto), no campo experimental do Departamento de Agricultura (Universidade Federal de Lavras), em solo classificado como Latossolo Roxo distroférrico, fase cerrado, sendo as análises e determinações realizadas no Laboratório Central de Sementes do Departamento de Agricultura. A cidade de Lavras está situada a 21o14` de latitude sul, 45o00`de longitude W. Gr. e altitude de 918m. A região do Sul de Minas Gerais, de acordo com a classificação de Koppen, apresenta clima tipo Cwa (Ometo, 1981). Utilizaram-se 6 cultivares de soja, cedidas pelas empresas Embrapa Soja (Londrina) e Embrapa Cerrados (DF), compreendendo 3 cultivares convencionais e suas versões transgênicas RR, essencialmente derivadas, conforme Tabela 1. TABELA 1 Cultivares de soja, convencional e a respectiva versão RR, e ciclos de produção utilizadas nos ensaios de produção de sementes, inverno 2007. Cvs convencionais BRS MG 46 ‘Conquista’ BRS ‘Jataí’ BRS ‘Celeste’ Ciclo Médio Semitardio Médio Cvs transgênicas RR BRS Valiosa RR BRS Silvânia RR BRS Baliza RR Ciclo Médio Semitardio Médio O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições, utilizando-se unidades experimentais de 4 linhas de 6m, considerando-se as 2 linhas centrais como área útil. A adubação de semeadura foi realizada de acordo com a análise de solo, e as interpretações segundo Ribeiro et al. (1999). Por ocasião da semeadura, as sementes foram tratadas com o fungicida Vitavax Thiram 200 SC, na dosagem de 250 ml/100kg de sementes, sendo após inoculadas com produto comercial turfoso, de maneira a garantir 54 população mínima de 1.200.000 bactérias/semente. Por ocasião do desbaste, manteve-se densidade de 16 plantas por metro linear, sendo os tratos culturais, quando necessários, realizados segundo recomendações para a cultura. Determinaram-se os teores de lignina em caule, folha, legume e tegumento de sementes de soja segundo Capeleti et al. (2005), modificando-se a quantidade de material a ser analisado. Os tecidos vegetais para as análises de lignina na planta foram coletados quando as mesmas se encontravam entre os estádios fenológicos R7 e R8 (Fehr & Caviness, 1977), selecionando-se o terço mediano das plantas. Para os testes de embebição de sementes e legumes, assim como para o teor de lignina no tegumento, as plantas encontravam-se no estádio R8, sendo que as sementes apresentavam 13% de umidade. Nos testes de embebição em água, selecionaram-se legumes com duas ou três sementes cada, sem danificações aparentes, coletados com o auxílio de tesoura, sendo que para a embebição de sementes, os mesmos foram debulhados manualmente, selecionando-se sementes sem danos aparentes, retidas nas peneiras de crivo circular 5,55mm e 6,35mm. Foram utilizadas para a embebição de legumes intactos 2 subamostras de 20 unidades por bloco e para embebição de sementes, 4 subamostras de 50 unidades por bloco de campo. Tais amostras foram pesadas inicialmente e em seguida completamente imersas em copos plásticos de 250 ml, contendo água desmineralizada, à condição controlada de 25±2oC pelos períodos de 1, 3, 6, 9, 12, 24 e 48 horas para legumes intactos, conforme metodologia proposta por Boldt (1984), e 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 12, 24 e 48 horas para sementes, segundo Rocha et al. (1990). Para evitar a flutuação dos legumes utilizou-se a sobreposição de outro copo plástico, de mesmo volume, contendo água desmineralizada. Decorrido o período de embebição, drenou-se a água do copo e o excesso de água dos legumes ou sementes eliminados pela secagem em papel mata borrão. As amostras foram em seguida pesadas em balança de precisão e submetidas à 55 embebição por novo período. Com o peso inicial e final de cada amostra, determinou-se a porcentagem de embebição de sementes e de legumes intactos, para cada tempo de embebição, e ao final do teste, para as sementes extraídas dos legumes intactos, com o uso da fórmula: E (%) = (PF – PI) x 100 PI em que: E (%) = Percentagem de embebição, em relação ao peso inicial da amostra; PI = peso inicial da amostra (para cada período); PF = peso final da amostra após 48h de embebição em água. Ao final dos testes de embebição as amostras foram submetidas a 105oC em estufa por 24horas, para determinação da umidade final, sendo que para os legumes intactos determinou-se, separadamente, o teor de água das sementes e dos legumes. Foi determinado também, de acordo com Nakagawa et al. (2007), o índice de velocidade de hidratação (IVH), baseando-se na fórmula do índice de velocidade de germinação (IVG), de Edmond & Drapala (1958), com a substituição dos dados de germinação pelo percentual de embebição. A análise estatística foi realizada por meio do software R (R Development Core Team, 2008). Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F (Storck et al., 2000), e quando significativos submetidos ao teste de contraste de médias Schefeé, para cada período de embebição, contrastando-se as cultivares convencionais e suas versões transgênicas RR. Para a característica horas de embebição, realizou-se análise de regressão por meio do modelo quadrático de platô de resposta, dado por: 56 em que X 0 é o valor de horas no qual há uma estabilização no valor P (% final de embebição). 57 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Observou-se efeito significativo para a interação cultivares e percentual de embebição (p<0,0001), sendo os valores médios para os resultados do desdobramento dos contrastes entre as cultivares convencionais e seus transgênicos RR, dentro de cada hora de embebição, apresentados na Tabela 2. Nas Tabelas 18A 27 são apresentados os resumos da análise de variância para os caracteres estudados. Para as cultivares Conquista e Valiosa RR foram observadas diferentes taxas de embebição de sementes nos períodos de 4, 5 e 6 horas e para as cultivares Jataí e Silvânia RR nos períodos de 1 e 2 horas. Não foi observada diferença estatística no percentual de embebição de sementes para as cultivares Celeste e Baliza RR. TABELA 2 Médias dos contrastes obtidas para o percentual de embebição de sementes de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra inverno 2007. Médias dos contrastes Horas Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 1 20,81a 13,85a 23,12a 35,21a 45,22b 63,68ª 2 37,92a 27,77a 48,03a 58,45a 73,58b 90,68ª 3 53,96a 40,11a 72,43a 76,91a 96,34a 106,91ª 4 72,07a 55,24b 97,45a 93,59a 110,41a 115,94ª 5 113,62a 107,13a 117,77a 120,44ª 87,49a 70,91b 6 99,25a 83,23b 123,67a 117,62a 123,72a 124,11ª 7 108,50a 94,16a 129,90a 124,67a 126,70a 126,15ª 9 120,08a 107,56a 135,07a 131,60a 128,73a 127,83ª 12 127,95a 118,56a 137,86a 135,65a 129,70a 128,21ª 24 131,75a 122,67a 137,39a 135,95a 128,17a 125,94ª 48 136,55a 136,73a 140,18a 135,51a 127,85a 125,29ª Letras minúsculas seguidas pela mesma letra na linha para cada contraste não diferem entre si pelo Teste Schefeé, ao nível de 5% de significância. 58 Após submetidas a 4 horas de embebição em água, observa-se que as sementes da cultivar Valiosa RR absorveram 55,24% do seu peso em água, valor este inferior estatisticamente aos 72,07% absorvidos pela cultivar convencional Conquista. Considerando os 3 períodos em que ambas as cultivares apresentaram diferenças, em média, sementes da cultivar convencional absorveram 23,61% a mais de água que as sementes oriundas do material RR, o que indica maior restrição à entrada de água nestas sementes. Segundo Calero et al. (1981) e McDonald et al. (1988), provavelmente, a restrição à entrada de água se deva à permeabilidade do tegumento, que segundo estes autores, atua como regulador da embebição de sementes. McDougall et al. (1996) ressalta ainda que a impermeabilidade ao tegumento, conferida pela lignina, exerce efeito significativo sobre a capacidade e velocidade de absorção de água através deste. No entanto, não foi possível estabelecer relação entre maior permeabilidade do tegumento e menores teores de lignina (capítulo 2), uma vez que, neste trabalho, as cultivares não apresentaram diferenças para esta característica, conforme resultados discutidos no capítulo anterior. Segundo McDonald et al. (1988) as sementes de soja absorvem aproximadamente 80% de água nas primeiras 3 horas de embebição, tendo o tegumento das sementes papel relevante neste processo. Pela Tabela 3, observase que, até 3 horas, somente as cultivares Conquista e Valiosa RR apresentaram absorções menores que 70% do peso em água, tendo as cultivares Jataí e Silvânia RR absorvido mais de 90%. Vale ressaltar que, dentre os materiais avaliados, nas sementes das cultivares Jataí e Silvânia RR foram observados os menores percentuais finais de embebição. No entanto, as mesmas absorveram, nas primeiras 2 horas, 73,58% e 90,68% do peso em água, respectivamente, indicando maior permeabilidade do tegumento para estas cultivares, quando comparadas com as demais, além de 59 estabilização mais rápida, que ocorreu com 5,81h e 6,67h, respectivamente, não tendo os referidos tempos se diferenciado estatisticamente. Diferenças de embebição para ambas as cultivares ocorreram com 1 e 2 horas de imersão, tendo a cv Silvânia RR mostrado-se mais permeável à água, com cerca de 90% de acúmulo obtido após 2 horas. Rodrigues et al. (2006), estudando pré-hidratação de sementes de soja, verificaram acréscimo acentuado no teor de água nas 3 primeiras horas, sendo que a partir das 6 horas observou-se relativa estabilização. Estes resultados vem de encontro aos obtidos para qualidade fisiológica de sementes destas duas cultivares (Tabela 4), apresentados no capítulo 2, uma vez que a cultivar Silvânia RR apresentou menor número de plântulas normais na germinação após imersão em água, além de maior valor de condutividade elétrica, possivelmente em função da maior permeabilidade da membrana e danos ocasionados pela entrada rápida de água. TABELA 4 Valores médios para as variáveis em que os contrastes, entre cultivares de soja convencionais e suas versões transgênicas RR, apresentaram significância, safra inverno. Variáveis Imersão em água (%) Jataí 59,00 a Condutividade elétrica (µS/cm/g de sementes) Jataí 76,54 b Médias V Silvânia RR S V S Silvânia RR 36,00 b 100,25 a Letras minúsculas seguidas pela mesma letra na linha não diferem entre si pelo Teste Schefeé, ao nível de 5% de significância. Na Figura 1 são apresentadas as regressões para horas dentro de cada cultivar, indicando os valores médios de estabilização (Xo) e o percentual de embebição (P) no tempo Xo para sementes. 60 (Celeste) ŷ = 2,01x – 34,52x2 + 10,89 + εi R2 = 0,99 2 2 2 15,65 + εi R = (Jataí) + 11,93 + εi R2 =0,99 0,99 (Baliza RR) ŷŷ == 33,6x 25,59x– –2,52x 1,33x+ (Silvânia RR) ŷ = 30,26x – 2,61x2 + 37,93 + εi R2 = 0,99 (Jataí) ŷ = 33,6x –2,52x2 – 15,65 + εi R2 = 0,99 (Silvânia RR) ŷ = 30,26x – 2,61x2 + 37,93 + εi R2 = 0,99 (Conquista) ŷ = 21,86x – 0,9x2 – 1,23 + εi R2 = 0,99 (Valiosa RR) ŷ = 17,95x – 0,6x2 + 5,09 + εi R2 = 0,99 FIGURA 1 Valores médios (símbolos) e estimados (linhas), tempo médio de estabilização (Xo) e valor médio do peso no tempo Xo (P) obtidos na análise de regressão para o percentual de embebição de sementes das cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra inverno 2007. 61 Podem-se inferir diferentes períodos de estabilização da embebição em sementes das cultivares Jataí/Silvânia RR, Celeste/Baliza RR e Conquista/Valiosa RR, apresentado, em média, 6,24 horas, 9,10 horas e 13,53 horas para estabilização. No entanto, nos valores finais de embebição não houve grande variação entre as mesmas, tendo as médias se concentrado entre 126,71% e 136,12% do peso absorvido em água (Figura 1). Segundo Labouriau (1983) a velocidade de embebição é afetada quando as condições de ambiente variam, mas a quantidade máxima de água absorvida nessa etapa não se altera, pois esse máximo é uma propriedade dos colóides hidrofílicos da semente, condicionada pela maturação e/ou pelo armazenamento. Em soja, as proteínas são as principais responsáveis pelo fenômeno da embebição, devido a sua natureza hidrofílica (Rocha et al., 1990). No entanto, não foram determinados neste trabalho a composição e proteínas nas sementes produzidas. Costa et al. (2002) constataram variações na velocidade de absorção de água entre cultivares de soja até a oitava hora do período de absorção, tendo os autores, observado resposta quadrática para esta variável. Tais resultados vêm de encontro aos obtidos neste trabalho, em que o percentual de embebição de sementes enquadrou-se em modelo quadrático, indicando que a quantidade de água absorvida foi se tornando menor, estabilizando-se nas últimas horas. Diferentemente, Toledo (2008) observou resposta linear das cultivares de soja, quanto à capacidade de absorção de água pelas sementes em função do tempo, indicativo de acréscimos gradativos na quantidade de água absorvida até 8 horas de embebição. Santos et al. (2007) observaram que sementes das cultivares Embrapa 48 e BRS 133, avaliadas até 24 horas de hidratação, também apresentaram ajuste linear dos dados. No entanto, vale ressaltar que Santos et al. (2007) e Toledo (2008) utilizaram metodologia da atmosfera úmida e metodologia de papel umedecido, respectivamente, o que proporcionou às sementes maior lentidão do processo de absorção. 62 Souza et al. (2004), avaliando a qualidade fisiológica de sementes de feijão por meio da absorção de água em diferentes períodos de armazenamento, observou variabilidade genética tanto para percentagem de absorção de água como para a velocidade de germinação e emergência, constatando também que a diferença se acentuou com o tempo de armazenamento das sementes. Este autor observou que a absorção de água diminuiu ao longo do armazenamento, a medida que a velocidade de emergência e velocidade de germinação aumentaram, indicando que, provavelmente, para sementes de feijão, a absorção de água parece não afetar o vigor das sementes. Quanto à evolução do processo de absorção de água pelos legumes intactos (Tabela 6), foi observada, nos períodos de 24 e 48 horas, diferenciação entre as cultivares Conquista e Valiosa RR, não tendo as demais, diferenças entre o material RR e convencional. Ressalta-se que, quando o tempo de estabilização Xo, não estava entre os períodos em que houve diferença estatística, não se consideram distintos os valores de Xo e P entre os materiais RR e convencional. Quanto ao ganho percentual cumulativo de água, observa-se pela Tabela 5, que na cultivar Valiosa RR foi verificada menor taxa de embebição que a cv convencional, o que possivelmente indica maior restrição à entrada de água pelas paredes dos legumes RR, o que vem de encontro aos resultados obtidos no teste de embebição de sementes (Tabela 3). Em média, os legumes da cultivar Conquista apresentaram cerca de 32% a mais de absorção em água que os da cultivar Valiosa RR. 63 TABELA 5 Médias dos contrastes obtidas para o percentual de embebição de legumes intactos de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra inverno 2007. Horas 1 3 6 9 12 24 48 Conquista vs ValiosaRR 7,67a 7,64a 13,12a 11,89a 19,48a 16,21a 26,78a 21,31a 33,60a 24,83a 51,75a 39,20b 70,74a 56,79b Médias dos contrastes Celeste vs BalizaRR 10,30ª 7,12a 18,71ª 14,03a 25,98ª 22,17a 34,48ª 29,64a 42,64ª 37,80a 61,02ª 55,92a 80,81ª 74,43a Jataí vs SilvâniaRR 4,46a 4,23ª 9,21a 7,34ª 10,49a 9,54ª 13,63a 13,34ª 16,74a 17,09ª 28,07a 29,27ª 43,49a 43,78ª Letras minúsculas seguidas pela mesma letra na linha não diferem entre si pelo Teste Schefeé, ao nível de 5% de significância. Na Figura 2 são apresentadas as regressões para horas dentro de cada cultivar, indicando os valores médios de estabilização (Xo) e o percentual de embebição (P) no tempo Xo para legumes intactos. (Celeste) ŷ = 3x – 0,03x2 + 9,2 + εi R2 = 0,99 (Baliza RR) ŷ = 2,91x – 0,03x2 + 5,48 + εi R2 = 0,99 (Jataí) ŷ = 1,15x – 0,01x2 + 4,20 + εi R2 = 0,99 (Silvânia RR) ŷ = 1,31x – 0,01x2 + 2,76 + εi R2 = 0,99 64 (Conquista) ŷ = 2,56x – 0,03x2 + 5,51 + εi R2 = 0,99 (Valiosa RR) ŷ = 1,7x – 0,01x2 + 6,53 + εi R2 = 0,99 FIGURA 2 Valores médios (símbolos) e estimados (linhas), tempo médio de estabilização (Xo) e valor médio do peso no tempo Xo (P) obtidos na análise de regressão para o percentual de embebição de legumes intactos de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra inverno 2007. Contrastando-se as Figuras 1 e 2, observa-se que no processo de embebição de sementes há absorção inicial rápida de água, com posterior estabilização, de no máximo 13,54 horas, enquanto nos legumes intactos, houve resistência à entrada de água nas primeiras horas de embebição, tendo o tempo de estabilização dos mesmos, com exceção das cultivares Celeste e Baliza RR, ultrapassado 48 horas, o que mostra que o período de realização do teste não foi suficiente para a estabilização de embebição dos legumes. Dentre as cultivares avaliadas, assim como para a embebição de sementes, nas cultivares Jataí e Silvânia RR foram observados os menores percentuais finais de embebição de legumes, cerca de 52,25% e 42,26%, assim como os menores valores de embebição, em todos os períodos, quando comparados aos observados nas demais cultivares. Assim como para sementes, não foi possível com os resultados deste trabalho, estabelecer uma associação entre a taxa de embebição de legumes e a 65 característica de transgenia nas cultivares de soja avaliadas. Nos resultados da Tabela 6 verifica-se efeito significativo apenas para o índice de velocidade de hidratação (IVH) para as sementes das cultivares Conquista e Valiosa RR, não havendo diferenças entre as cultivares RR e convencional para as demais variáveis. Os valores médios para estas variáveis são apresentados na Tabela 7. TABELA 6 Contrastes e estimativas de contraste (EC) para as variáveis estudadas (I a VII) de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra inverno 2007. Conquista vs Valiosa RR EC I II Valor-p Celeste vs Baliza RR EC Valor-p Jataí vs Silvânia RR EC Valor-p NS 0,4572 0,8377 NS -1,3810 0,0197* 0,5972 0,5948 1,1176 0,9751 NS 0,2783 0,9999 NS -0,5900 0,9986 NS 0,6760 0,9999 NS 6,47 -0,0025 NS IV -12,45 0,0025 NS 0,9714 0,9999 NS -12,15 0,0000 0,6982 NS 0,9999 NS V -0,0200 0,9999 NS 0,1525 0,9995 NS 0,3425 0,9779 NS VI 0,0225 0,9999 NS -0,6175 0,7875 NS -1,1275 0,2222 NS VII -0,5725 0,8342 NS 0,5450 0,8600 NS 0,1400 0,9997 NS III (I) IVH de sementes, (II) IVH de legumes intactos, (III) percentagem final de embebição de sementes no teste de embebição de legumes intactos, (IV) Lignina em tegumento de sementes, (V) Lignina em legume, (VI) Lignina em caule, (VII) Lignina em folha. * Significativo a 1% de probabilidade pelo Teste Schefeé, NS não significativo. Observou-se maior velocidade de hidratação das sementes para a cv transgênica Valiosa RR (5,23) quando comparada a cv convencional Conquista (3,84). No entanto, tais resultados se mostram contrários aos obtidos nos percentuais de embebição para estas cultivares, em que a cv Conquista mostrouse, em determinados períodos, superior a cv Valiosa. Tais resultados de IVH se justificam uma vez que pelo cálculo do mesmo os incrementos de peso são multiplicados pelo período de embebição e, para a cv Valiosa, houve maiores acréscimos de embebição nos últimos períodos, 24 e 48 horas, que os 66 observados para a cultivar Conquista, o que acarretou em maior IVH para essa cultivar. As cultivares RR e convencionais não se diferiram nos percentuais finais de embebição das sementes oriundas do teste de embebição de legumes, os quais, em média absorveram 70,69%, 86,22% e 72,15% do peso em água para os contrastes Conquista/Valiosa RR, Celeste/Baliza RR e Jataí/Silvânia RR, nas quais foram observados teores de água final de 41%, 46% e 41%, respectivamente (Tabela 7). Vale ressaltar, que estes teores de água final se concentraram abaixo dos obtidos ao final do teste de embebição de sementes, 64% para as cultivares Conquista e Valiosa RR e 61% para as demais cultivares, que demonstra o importante papel do legume na qualidade das sementes de soja, atuando como regulador da absorção de água. Esta função reguladora dos legumes pode ser melhor visualizada para as cultivares Jataí e Silvânia RR, quando observados os resultados de qualidade fisiológica, obtidos nas safras verão e inverno (Capítulo 2) e os dados obtidos com a embebição de sementes e legumes intactos para ambas. Quando as sementes foram submetidas à testes de vigor caracterizados por imersão em água, como embebição de sementes, germinação após imersão em água e condutividade elétrica, se observaram os maiores percentuais de embebição nas primeiras horas do teste, além do menor número de plântulas normais após imersão e os mais altos valores de condutividade elétrica. No entanto, quando submetidos aos demais testes de vigor, que não utilizavam embebição direta em água, as sementes dessas cultivares apresentaram alto vigor (Tabelas 20A à 22A), o que nos permite inferir que o tegumento das sementes das cultivares Jataí e Silvânia RR, apesar de apresentarem os maiores valores de lignina, não é o principal responsável pela manutenção da qualidade fisiológica das sementes, e que possivelmente, o legume é um importante aliado da semente, na manutenção da qualidade 67 fisiológica, atuando como regulador da absorção de água, principalmente durante o processo final de maturação. Estes resultados vem de encontro aos trabalhos de Braccini (1993), que sugere que o aumento da permeabilidade dos legumes está correlacionado com a redução da qualidade das sementes de soja, o que segundo Pereira et al. (1985), deveria ser melhor explorado em processos de melhoramento para alta qualidade de sementes. Os resultados observados para os teores de lignina em caule, folha e legumes foram similares entre todos os materiais avaliados (Tabela 7). TABELA 7 Médias dos contrastes obtidos para as variáveis estudadas (I a VII) de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra inverno 2007. Médias dos contrastes Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR I 3,84b 5,23ª 2,64ª 2,04a 1,30a 0,87ª II 11,62a 10,50ª 10,38ª 10,10a 6,98a 7,57ª III 64,47a 76,92ª 89,45ª 82,99a 66,08a 78,22ª IV 0,26a 0,25ª 0,21ª 0,21a 0,39a 0,39ª V 7,62a 7,64ª 7,92ª 7,77a 7,85a 7,51ª VI 12,45a 12,43ª 12,09ª 12,71a 11,53a 12,66ª VII 6,62a 7,19ª 5,88ª 5,33a 6,34a 6,20ª VIII 39,07 43,27 45,19 47,01 39,68 43,60 IX 64,11 63,24 62,95 58,35 61,66 60,95 (I) IVH de sementes (gramas/hora), (II) IVH de legumes intactos (gramas/hora), (III) percentagem final de embebição de sementes no teste de embebição de legumes intactos (%), (IV) Lignina em tegumento de sementes (%), (V) Lignina em legume (%), (VI) Lignina em caule (%),(VII) Lignina em folha (%), (VIII) umidade final das sementes após o teste de embebição de legumes (%), (IX) umidade final das sementes após o teste de embebição de sementes (%). Letras minúsculas seguidas pela mesma letra na linha para cada contraste não diferem entre si pelo Teste Schefeé, a 5% de probabilidade. Quanto aos teores de lignina no tegumento de sementes verificam-se maiores valores para as cultivares Jataí e Silvânia RR, quando comparadas com 68 as demais. No entanto, pelos resultados infere-se que a absorção de água pela semente não parece estar só associada com os teores de lignina, uma vez que nessas cultivares foram verificados os maiores percentuais de embebição nas primeiras horas do teste. Segundo Calero et al. (1981) cultivares de soja com absorção lenta de água podem possuir tegumentos com poros alongados e material ceroso embebido na epiderme, fato que torna o processo de embebição de água mais vagaroso, entretanto, tais características não foram avaliadas neste trabalho. 69 4 CONCLUSÕES • Não são observadas diferenças entre os materiais RR e convencional para os teores de lignina em caule, folha, legume e tegumento de sementes. • Não é possível estabelecer uma associação entre a taxa de embebição em sementes e legumes e a característica de transgenia nas cultivares de soja avaliadas. • A embebição do legume está correlacionada com a qualidade fisiológica das sementes de soja. 70 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BOLDT, A.F. Relação entre os caracteres de qualidade da vagem e da semente de soja (Glycine max (L.) Merrill). 1984. 70f. Dissertação (Mestrado em Fitotecnia)-Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG. BRACCINI, A. de L. e. 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Têm-se levantado à hipótese de que cultivares de soja RR possuem teores de lignina superiores aos convencionais o que proporciona maior resistência a danos mecânicos e maior impermeabilidade do tegumento. O presente trabalho foi conduzido com objetivo de avaliar a qualidade fisiológica e o teor de lignina no tegumento das sementes de soja convencional e RR colhidas em três épocas, na região de Lavras - MG. Para tanto, as sementes colhidas nos estádios R7, R8 e após 20 dias de retardamento da colheita (R8+20), foram submetidas aos testes para avaliação da qualidade fisiológica e teor de lignina. As cultivares convencionais e RR avaliadas foram: BRS 133 vs BRS 245 RR, BRS 134 vs BRS 247 RR, Conquista vs Valiosa RR, Celeste vs Baliza RR e Jataí vs Silvânia RR cujas sementes foram provenientes do CNPSo e CPAC. Foram realizados os testes de peso de mil sementes, germinação, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica, dano mecânico, índice de velocidade de emergência, germinação após a imersão das sementes em água e teor de lignina no tegumento de sementes. Com exceção do teor de lignina no tegumento de sementes para o contraste Jataí vs Silvânia RR, não foram observadas diferenças entre os materiais RR e convencional, tendo neste caso, a cv Silvânia RR apresentado resultados superiores aos da convencional. No entanto, houve diferença de comportamento entre os cultivares quanto à tolerância ao retardamento da colheita. Observou-se redução significativa na porcentagem de germinação e vigor das sementes avaliadas com o retardamento da colheita. 76 ABSTRACT It is known that maximum physiological quality of soybean seeds is reached on the occasion of the physiological maturity, which coincides with the maximum dry matter accumulation, vigor and germination. Since favorable conditions occur after this phase, damages can result into losses of the seed physiological quality, the intensity of these damages being unsteady with the genetic factors, intrinsic to each cultivar. The hypothesis that the RR soybean cultivars posses lignin contents higher than those of the conventional ones, which provides increased resistance to mechanical damages and enhanced impermeability of the seed coat, has been raised. The present work was conducted with the purpose of evaluating the physiological quality and lignin content in the coat of the conventional and RR soybean seeds collected at three times in the region of Lavras-MG. So, the seeds collected at stages R7, R8 and after 20 days of collection delay (R8+20), were submitted to the tests for evaluating the physiological quality and lignin content. The evaluated conventional and RR cultivars were: BRS 133 vs BRS 245 RR, BRS 134 vs BRS 247 RR, BRS Conquista vs BRS Valiosa RR, BRS Celeste vs BRS Baliza RR and Jataí vs BRS Silvânia RR (coming from CNPSo and CPAC). The tests of 1000-seed weight, germination, accelerated aging, electrical conductivity, mechanical injury, emergence velocity index, germination after water seed soaking and lignin content in the coat seeds were performed. With the exception of the lignin content in the coat seeds for the contrast Jataí vs Silvânia RR, no differences between the RR and conventional materials were observed, RR cultivar having , in that case, presented results superior to those of the conventional one. Nevertheless, there was behavioral difference among the cultivars as to the tolerance to crop collection delay. Significant reduction was found in the evaluated germination percentage and vigor of the seeds evaluated with harvest delay. 77 1 INTRODUÇÃO O período de viabilidade da semente é extremamente variável, dependendo tanto de características genéticas quanto de efeitos ambientais durante as fases de desenvolvimento, colheita, processamento e armazenamento. Uma vez que ocorram condições desfavoráveis em alguma dessas fases, danos fisiológicos podem resultar em prejuízos à qualidade das sementes, sendo a intensidade desses danos, variável com fatores genéticos, intrínsecos de cada cultivar. A perda de qualidade das sementes no campo é frequente, principalmente durante a fase de maturação, o que tem motivado vários pesquisadores a enfatizar a possibilidade do uso da semente de tegumento com determinado grau de impermeabilidade a água (Gilioli & França Neto, 1982; Peske & Pereira, 1983; Hartwig & Potts, 1987). Segundo França Neto & Krzyzanowski (2003), metodologias, como o retardamento de colheita e a determinação do conteúdo de lignina no tegumento de sementes, podem ser utilizadas com sucesso em programas de melhoramento genético para a avaliação da qualidade das sementes de soja, o que tem propiciado o desenvolvimento de linhagens e cultivares com sementes de melhor qualidade, apresentando maior tolerância à deterioração no campo e no armazém. Vários autores já relataram que cultivares e linhagens de soja comportam-se de forma diferenciada quanto ao grau de tolerância ao retardamento da colheita (Lin & Severo, 1982; Rocha, 1982; Boldt, 1984; Braccini et al., 1994, 2003). Em alguns trabalhos tem sido observado que cultivares de soja, consideradas portadores do caráter semente dura, mantiveram qualidade aceitável até 15 dias de retardamento de colheita, indicando que essa característica pode influenciar na manutenção da qualidade fisiológica das sementes (França Neto & Potts, 1979; Hartwig & Potts, 1987; Braccini, 1993). 78 Braccini (1993) identificou dentre cultivares com diferentes graus de impermeabilidade do tegumento, algumas altamente promissoras em manter a qualidade fisiológica das sementes com o retardamento da colheita aos 15, 30 e 45 dias após R8, tendo apresentado os menores valores de embebição da semente e do legume. Este autor verificou tendência das sementes em aumentar a absorção de água com o retardamento da colheita, porém observaram diferenças neste aspecto entre as cultivares e linhagens estudadas, as quais foram relacionadas com a maior impermeabilidade do tegumento das sementes. No entanto, não foram identificadas neste trabalho as características do tegumento que possivelmente conferiram restrição à absorção de água, tais como teor de lignina. Neste sentido, tem sido levantada a hipótese de que cultivares de soja geneticamente modificada para resistência ao herbicida glifosato tem apresentado maiores valores de lignina na planta quando comparadas a outras cultivares convencionais. Tal suspeita se baseia no fato de a alteração ter sido realizada no ciclo do ácido chiquímico, o mesmo utilizado pela planta para produção de lignina. No entanto, a pesquisa nessa área é bastante restrita, não existindo relatos de que contrastem cultivares convencionais e suas respectivas versões RR, essencialmente derivadas. Assim sendo, torna-se importante estudos também em sementes, uma vez que o acúmulo de lignina pode estar associado à qualidade fisiológica das mesmas. Dentro deste contexto, objetivou-se estudar a qualidade fisiológica de sementes de soja submetidas a diferentes épocas de colheita, assim como os teores de lignina no tegumento de sementes de soja convencional e transgênica RR. 79 2 MATERIAL E MÉTODOS O ensaio de produção de sementes foi conduzido na safra de verão, ano agrícola 2007/08, no campo experimental do Departamento de Agricultura da Universidade Federal de Lavras - UFLA, em solo classificado como Latossolo Roxo distroférrico, fase cerrado, sendo as análises e determinações realizadas no Laboratório Central de Análise de Sementes do Departamento de Agricultura. A cidade de Lavras está situada a 21o14` de latitude sul, 45o00`de longitude W. Gr. e altitude de 918m. A região do Sul de Minas Gerais, de acordo com a classificação de Koppen, apresenta clima tipo Cwa (Ometo, 1981). Os dados relativos à temperatura, umidade relativa e precipitação pluviométrica, registrados pela Estação Climatológica Principal de Lavras (MG) 28 100 90 24 80 20 70 60 16 Precipitação (mm) 50 12 40 30 Temperatura média (oC) são apresentados na Figura 1. 8 20 4 10 0 0 15 30 10 20 Nov Dez 31 10 20 31 Jan 10 20 28 10 20 31 10 20 Fev Mar Abr 30 10 20 31 Mai FIGURA 1 Variação diária da temperatura média do ar e pluviometria de Novembro de 2007 a Maio de 2008. Fonte: ESTAÇÃO CLIMATOLÓGICA PRINCIPAL DE LAVRAS - MG. 80 Utilizaram-se 10 cultivares de soja, cedidas pelas empresas Embrapa Soja (Londrina) e Embrapa Cerrados (DF), compreendendo 5 cultivares convencionais e suas versões transgênicas RR, essencialmente derivadas, conforme Tabela 1. TABELA 1 Cultivares de soja convencional e a respectiva versão RR, e ciclos de produção utilizadas nos ensaios de produção de sementes, safra 2007/08. Cvs convencionais BRS MG 46 ‘Conquista’ BRS ‘Jataí’ BRS ‘Celeste’ BRS 133 BRS 134 Ciclo Cvs transgênicas RR Médio Semitardio Médio Semiprecoce Semiprecoce BRS Valiosa RR BRS Silvânia RR BRS Baliza RR BRS 245 RR BRS 247 RR Ciclo Médio Semitardio Médio Semiprecoce Semiprecoce A adubação de semeadura foi realizada de acordo com a análise de solo, e as interpretações segundo Ribeiro et al. (1999). As sementes foram tratadas com o fungicida Vitavax Thiram 200 SC, na dosagem de 250 ml/100kg de sementes, sendo após inoculadas com produto comercial turfoso, de maneira a garantir população mínima de 1.200.000 bactérias/semente. Por ocasião do desbaste, manteve-se a densidade de 16 plantas por metro linear, sendo os tratos culturais, quando necessários, realizados segundo recomendações para a cultura. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com quatro repetições, em esquema fatorial 10 x 3, compreendendo 10 cultivares de soja e 3 épocas de colheita (R7, R8 e R8 + 20). Utilizaram-se unidades experimentais de 4 linhas de 6m, considerando-se as 2 linhas centrais como área útil. A colheita foi realizada manualmente considerando-se como épocas: R7 quando mais de 90% dos legumes das plantas se encontravam no estádio R7 (Fehr & Caviness, 1977); R8 - quando mais de 90% dos legumes das plantas se encontravam no estádio R8 (Fehr & Caviness, 1977); e R8 + 20 aproximadamente 20 dias após as plantas atingirem o estádio R8. Para os 81 estádios R7 e R8 as plantas foram secadas à sombra, até que as sementes atingissem teor de água próximo a 13%. Para as análises e determinações foram utilizadas a mistura das sementes retidas nas peneiras de crivo circular 5,55mm e 6,35mm, sendo que para os testes fisiológicos as mesmas foram tratadas com o fungicida Vitavax Thiran 200 SC na dosagem de 250 ml/100 kg de sementes, com exceção do teste de condutividade elétrica. Foram determinados o peso de 1000 sementes (Brasil, 1992), teor de lignina no tegumento das sementes (Capeleti et al., 2005), incidência de dano mecânico (Marcos Filho et al., 1987), germinação (Brasil, 1992), índice de velocidade de emergência – IVE (Edmond & Drapala, 1958), envelhecimento acelerado (Vieira et al., 1994), condutividade elétrica – CE (Vieira, 1994) e teste de imersão de sementes em água. Com exceção dos testes de germinação e envelhecimento acelerado, realizados com 400 sementes/tratamento, em todos os demais testes foram utilizados 200 sementes, conforme recomendações específicas. Para o teste de imersão de sementes em água utilizou-se as sementes oriundas do teste de condutividade elétrica, acondicionadas 24 horas a 25oC em imersão completa em água, após o qual foram então submetidas ao teste de germinação, avaliando-se aos 4 dias o número de plantas normais e anormais deformadas enroladas. A análise estatística foi realizada utilizando-se o software estatístico R (R Development Core Team, 2008). Inicialmente foi aplicado o teste F (Storck et al., 2000), e quando verificado efeito significativo dos tratamentos, realizou-se o teste de contraste de médias Scheffé para verificar diferenças entre as cultivares convencionais e transgênicas RR, e o teste de médias Scott-Knott para verificar a diferença entre as épocas de colheita. 82 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Verificou-se efeito significativo para cultivares e épocas de colheita, separadamente, para as variáveis peso de mil sementes, IVE e teor de lignina no tegumento de sementes, tendo as demais variáveis analisadas apresentado interação significativa entre estas fontes de variação (Tabelas 2, 3 e 4). Nas Tabelas 28A à 38 são apresentados os resumos da análise de variância para os caracteres estudados. TABELA 2. Médias de germinação e envelhecimento acelerado (% de plântulas normais) de sementes de cultivares de soja e seus transgênicos RR, safra 2007/08. Germinação Cultivares Celeste Baliza RR BRS 133 BRS 245 RR BRS 134 BRS 247 RR Conquista Valiosa RR Jataí E. Acelerado R7 R8 R8 + 20 R7 R8 R8 + 20 94,75a 94,25a 91,25a 91,75a 96,50a 93,00a 93,00a 96,50a 95,50a 91,00a 88,00a 90,50a 94,75a 91,50a 91,25a 97,75a 97,50a 88,50a 96,50a 99,50a 91,50a 84,00a 87,50a 87,50b 91,75a 96,50a 85,75a 89,75a 91,50a 93,00a 90,50a 98,50a 90,00a 83,00a 89,00a 91,50a 79,00b 87,50b 78,00b 84,50a 76,50b 82,00b 94,00a 94,00a 89,75a 87,50a 93,25a 92,50a 95,00a 96,00a 88,50a 92,00a 87,00a 92,00a 75,50b 87,00a 84,00a 87,50a 64,00b 71,00b Silvânia RR Médias seguidas de mesma letra na linha para cada determinação não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% de significância. Nos valores médios obtidos na contagem final do teste de germinação (Tabela 2) houve diferenças na qualidade fisiológica das sementes entre as diferentes épocas de colheita para as cultivares BRS 134, BRS 247 RR, Conquista, Jataí e Silvânia RR, com redução na viabilidade com o retardamento de colheita (R8 + 20). De forma semelhante, quando submetidas ao envelhecimento acelerado, as sementes das cultivares BRS 245 RR, BRS 134, 83 BRS Jataí e Silvânia RR também sofreram redução no vigor com o retardamento de colheita (Tabela 2). Ao estudar a resposta de 15 genótipos de soja ao retardamento de colheita, Braccini et al. (2003) também observaram redução significativa na percentagem de germinação e vigor das sementes quando as mesmas foram submetidas à colheita 30 dias após o estádio R8 de desenvolvimento. Segundo diversos autores, a desidratação e hidratação cíclicas da semente, após a maturidade fisiológica, são apontadas como uma das principais causas da redução da qualidade fisiológica (Vieira et al., 1983; Costa, 1984; Tekrony et al., 1984). Observa-se que os maiores decréscimos no vigor das sementes, avaliado por meio do teste de envelhecimento acelerado (Tabela 2), quando contrastados os valores observados quando do retardamento de colheita e as médias observadas nas sementes colhidas nos estádios R7 e R8, ocorreram para as cultivares Jataí e Silvânia RR, as quais apresentaram, em média, perdas de vigor de 40,82% e 29,93%, respectivamente, o que indica que nem sempre cultivares que apresentam alta qualidade de sementes quando colhidas próximo à maturidade fisiológica apresentam maior tolerância à deterioração com o retardamento de colheita, o que vem de encontro aos resultados observados por Braccini et al. (2003). Vale ressaltar que dentre os materiais avaliados, com o retardamento de colheita, sementes das cultivares Jataí e Silvânia RR, colhidas no dia 20/04, foram as únicas que, durante os 20 dias que permaneceram no campo, foram submetidas a variações bruscas de temperatura a partir da primeira dezena desse mês, período este que coincidiu com as mais baixas temperaturas durante todo o ciclo, além da baixa umidade relativa do ar registrada neste período (Figura 1). Tais condições ambientais podem justificar a perda de qualidade dessas sementes com o retardamento da colheita, possivelmente em função da flutuação 84 de umidade relativa do ar entre o dia e a noite. Os resultados médios de condutividade elétrica e índice de dano mecânico são apresentados na Tabela 3. TABELA 3. Médias obtidas para condutividade elétrica (µS.cm-1.g-1) e dano mecânico (%) de sementes de cultivares de soja e seus transgênicos RR, safra 2007/08. CE Cultivares Celeste Baliza RR BRS 133 BRS 245 RR BRS 134 DM R7 R8 R8 + 20 R7 R8 R8 + 20 77,01a 83,47b 93,66b 94,79a 82,42a 90,86b 82,61b 99,11a 94,76a 118,01a 107,15a 97,37a 3,50a 3,00a 3,00a 2,50a 2,50a 3,00a 1,00a 2,50a 3,00a 6,00a 2,00a 5,00a 86,81a 87,02a 97,65a 1,50a 1,50a 1,00a 76,38a 85,18b 102,44b 1,50a 1,00a 3,50a BRS 247 RR 93,87b 85,23b 118,25a 6,00b 4,50b 12,50a Conquista 98,15b 90,01b 112,56a 5,50a 4,50a 5,50a Valiosa RR 83,42b 88,43b 152,70a 2,50b 3,50b 16,00a Jataí 92,92b 89,61b 143,74a 4,50b 5,00b 15,00a Silvânia RR Médias seguidas de mesma letra na linha para cada determinação não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% de significância. Maiores valores de condutividade elétrica foram observados para a maioria das sementes das cultivares colhidas 20 dias após o estádio R8, com exceção da cultivar BRS 247 RR, na qual foi observada redução no vigor de sementes a partir do estádio R8 e das cultivares Celeste, BRS 245 RR e BRS 134, que não sofreram quaisquer alterações com a época de colheita. Segundo Domene (1992) a exposição alternada das sementes a chuva e a seca, principalmente durante o período de maturidade morfológica, provocam expansões e retrações do tegumento das sementes, ocasionando a desestruturação dos sistemas de membranas, e conseqüentemente, o aumento da permeabilidade, levando à deterioração das sementes. 85 Como a degradação das membranas celulares se constitui, hipoteticamente, no primeiro evento do processo de deterioração (Delouche & Baskin, 1973), testes que avaliam a integridade das membranas, como o teste de condutividade elétrica, seriam, teoricamente, os mais sensíveis para estimar o vigor das sementes, o que vêm de encontro aos obtidos neste trabalho, em que o referido teste se destacou ao detectar diferenças de viabilidade, entre as épocas de colheita, em sete das dez cultivares avaliadas. Vale ressaltar que os valores de condutividade elétrica observados neste trabalho se situaram entre 77,01 µS.cm-1.g-1 e 98,15 µS.cm-1.g-1 para a época de colheita R7, 82,42 µS.cm-1.g-1 e 99,11 µS.cm-1.g-1 para a época de colheita R8 e 94,76 µS.cm-1.g-1 e 152,70 µS.cm-1.g-1 para os 20 dias após R8, valores estes que demonstram a tendência crescente de lixiviados liberados pelas sementes com o retardamento de colheita. Paiva-Aguerro (1995) verificou que para sementes de soja, sob pequenas limitações para a germinação, a condutividade elétrica não pode ser superior a 90 µS.cm-1.g-1, sendo que os valores padrões de condutividade, segundo Vieira & Krzyzanowski (1999), devem ser até 70-80 µS.cm-1.g-1 para lotes de sementes de soja de alto vigor, porém com forte tendência a apresentarem médio vigor. Quando analisado o percentual de danos mecânicos em sementes (Tabela 3), observa-se para as cultivares Conquista (12,5%), Jataí (16,0%) e Silvânia RR (15,0%) os maiores valores com o retardamento de colheita, o que não foi observado para as demais cultivares estudadas. Na Tabela 4 são apresentados os resultados da germinação das sementes submetidas ao teste de imersão em água. Pode-se observar que três das dez cultivares avaliadas diferenciaram-se quanto à percentagem de plântulas normais no teste de imersão, porém com respostas distintas. Em sementes da cv BRS 245 RR foram observados os menores valores de germinação quando colhidas em R8, nas da cv BRS 247 RR houve redução de germinação quando colhida em R8 86 e R8 + 20 e por fim nas da cv Silvânia RR verificou-se menor poder germinativo quando colhida em R7 e R8. Vários autores enfatizam que cultivares e linhagens de soja comportam-se diferentemente quanto ao grau de tolerância ao retardamento da colheita (Lin & Severo, 1982; Rocha, 1982; Boldt, 1984), indicando que esse caráter pode influenciar na manutenção da qualidade fisiológica das sementes. TABELA 4 Médias obtidas para germinação após imersão em água – G (% de plântulas normais e anormais enroladas) de sementes de cultivares de soja e seus transgênicos RR, safra 2007/08. Cultivares Celeste Baliza RR BRS 133 BRS 245 RR BRS 134 G Imersão (normais) G Imersão (anormais) R7 R8 R8 + 20 R7 R8 R8 + 20 62,50a 50,00a 55,00a 46,00a 70,50a 46,50a 49,50a 22,50b 62,00a 44,50a 43,50a 43,50a 20,00a 17,50a 14,50b 19,00a 14,50a 24,00a 26,00a 17,00b 11,00a 12,00a 17,00b 32,00b 51,00a 47,50a 36,00a 26,00a 26,50a 23,00a 63,00a 50,50b 41,00b 15,50b 32,00a 23,00b BRS 247 RR 38,00a 33,00a 35,00a 10,50a 6,00a 1,00a Conquista 35,50a 25,50a 36,00a 9,00a 4,50a 3,50a Valiosa RR 20,50a 29,50a 26,00a 32,00a 41,50a 2,50b Jataí 21,50b 28,50b 40,50a 30,00a 26,00a 1,50b Silvânia RR Médias seguidas de mesma letra na linha para cada determinação não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% de significância. Quando observados os dados de percentagem de plântulas anormais deformadas, caracterizadas por enrolamento de raiz, típico de dano por embebição rápida, observou-se um menor número de plântulas anormais em função dos maiores números de sementes mortas com o retardamento de colheita (Tabela 6). Giurizatto et al. (2003), afirmam que sementes deterioradas embebem mais rapidamente, e, por conseguinte, são propensas a maiores danos por embebição, o que vem de encontro aos resultados obtidos neste trabalho. 87 Segundo Alpert & Oliver (2002) as membranas celulares possuem dois estados principais, um mais fluido ou “cristalino líquido” e outro menos fluido ou “gel”, permanecendo, quando organizadas, na fase cristalina. Em uma semente seca, as membranas se encontram na fase de gel e, portanto, não constituem barreira eficiente para conter a liberação de solutos. Quando as sementes são expostas à embebição rápida, a água penetra antes que a membrana possa ser revertida para a fase cristalina líquida, ocorrendo danos às células; assim, a transição entre essas duas fases na configuração da membrana constitui a causa fundamental das possíveis injúrias durante a embebição de sementes. Na Tabela 5 são apresentados os resultados para os contrastes e suas estimativas de contraste quando avaliados os teores de lignina no tegumento de sementes de soja. TABELA 5 Contrastes e estimativas de contaste (EC) para teor de lignina em tegumento de sementes de cultivares de soja e seus transgênicos RR, safra 2007/08. Contrastes EC Valor-p Conquista vs Valiosa RR -0,0183 0,9999 NS Celeste vs Baliza RR -0,0442 0,9745 NS Jataí vs Silvânia RR -0,1158 0,0455* BRS 133 vs BRS 245 RR 0,0075 0,9999 NS BRS 134 vs BRS 247 RR -0,0125 0,9999 NS NS * Significativo a 5% de significância; Não significativo pelo Teste Schefeé. Para os teores de lignina pode-se observar efeito significativo (P<0,05) dos contrastes somente para as cultivares Jataí e Silvânia RR. Na Tabela 6 são apresentados os valores médios para peso de mil sementes, teor de lignina em tegumento de sementes e IVE. 88 TABELA 6 Médias obtidas para peso de 1000 sementes (g), teor de lignina no tegumento de sementes - LT (%), IVE (dias) de sementes, No de sementes mortas no teste de imersão em água de cultivares de soja, safra 2007/08. Épocas R7 R8 R8 + 20 Cultivares Jataí Silvânia RR Médias seguidas de mesma Knott a 5% de significância. P1000 15,46a 15,09b 15,14b LT 0,2685a 0,2385b 0,2615a IVE 7,15ª 7,17ª 7,35b 0,3008b 0,4167a letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Scott- Número de sementes mortas** R7 R8 R8 + 20 05 04 08 Celeste 07 07 14 Baliza RR 08 04 11 BRS 133 04 10 03 BRS 245 RR 04 05 08 BRS 134 05 02 08 BRS 247 RR 14 20 19 Conquista 16 22 20 Valiosa RR 10 07 28 Jataí 10 09 22 Silvânia RR ** Dados não analisados estatisticamente. Maior teor de lignina foi observado no tegumento de sementes colhidas no estádio R7 e R8 + 20, assim como para cv Silvânia RR, quando contrastada com a sua versão convencional Jataí. Estas diferenças entre as épocas de colheita não são explicáveis biologicamente, tendo, possivelmente, sido detectadas em função do baixo coeficiente de variação (CV) obtido para esta variável. Para peso de mil sementes observou-se que as sementes colhidas em R8 e R8 + 20 diferenciaram-se estatisticamente da época R7, a qual apresentou os maiores valores para esta variável, provavelmente em função da maior respiração e conseqüente perda de matéria seca nos estádios posteriores. Observa-se que uma menor velocidade de emergência foi verificada em sementes colhidas no estádio R8 + 20, em relação a observada nas colhidas nos 89 estádios R7 e R8 (Tabela 6), o que vem de encontro aos resultados obtidos com o teste de germinação. 90 4 CONCLUSÕES • O teor de lignina no tegumento de sementes varia somente entre as cultivares Jataí vs Silvânia RR. • Há diferenças de comportamento entre os cultivares quanto à tolerância ao retardamento da colheita. • O retardamento de colheita resulta em reduções nos valores de germinação e vigor das sementes. 91 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALPERT, P.; OLIVER, M.J. Drying without dying. In: BLACK, M.; PRITCHARD, H.W. (Ed.). 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Neste sentido, objetivou-se avaliar a qualidade fisiológica de sementes de soja transgênica RR e os teores de lignina de plantas submetidas à pulverização com o herbicida glifosato. Os ensaios foram conduzidos em casa de vegetação e em campo, no município de Lavras, MG, no Departamento de Agricultura da Universidade Federal de Lavras. O ensaio de produção de sementes foi conduzido em experimento de campo e casa de vegetação, na safra 2007/08. O delineamento utilizado em campo foi o de parcelas subdivididas com 4 repetições, considerando-se como parcelas os tratamentos capina e herbicida glifosato e como subparcelas 5 cultivares RR de soja. No ensaio de casa de vegetação foi utilizado as cultivares BRS 245 RR e Valiosa RR e no ensaio de campo as cultivares BRS 245 RR, BRS 247 RR, Valiosa RR, Silvânia RR e Baliza RR. As pulverizações foram realizadas nos estádios de desenvolvimento V3, V7 e início de R5, na dosagem de 3l/ha. Determinou-se o peso de 1000 sementes, teor de lignina no tegumento das sementes, no caule e legumes, dano mecânico, germinação e índice de velocidade de germinação, índice de velocidade de emergência, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica e teste de imersão de sementes em água. Neste trabalho não houve efeito das pulverizações com o herbicida glifosato na qualidade fisiológica de sementes e nos teores de lignina na planta. 97 ABSTRACT Evaluating the physiological quality of RR transgenic soybean seeds and the lignin contents of plants submitted to spraying with herbicide glyphosate was intended. The assays were conducted both in greenhouse and field in the town of Lavras, MG. The seed production assay was conducted in the 2007/08 crop, in the experimental area of the Agriculture Department of the Federal University of Lavras. The utilized design was that of split plot with four replicates, considering as plots the treatments clearing and herbicide glyphosate and as subplots five RR soybean cultivars. The sprayings were achieved at stages V3, V7 and early R5. The 1000 seed weight, lignin content in the seed coat, in the stem and legumes, mechanical injury, germination and germination velocity index, emergence velocity index, accelerated aging, electrical conductivity and water soaking seed test were determined. In this work, there were no effects of the sprayings with the herbicide glyphosate upon the physiological quality of seeds and on the lignin contents in the plant. 98 1 INTRODUÇÃO O advento da soja transgênica, tolerante ao herbicida Roundup Ready© (RR), revolucionou o mercado de soja mundial, sendo autorizado seu cultivo definitivo no Brasil, em 2005, com a Nova Lei de Biossegurança. Com a introdução da seqüência CP4 EPSPS no genoma de cultivares de soja comerciais, a qual confere tolerância ao ingrediente ativo glifosato, é produzida a proteína CP4 enolpiruvilxiquimato-3-fosfato-sintase (EPSPS), enzima que participa da biossíntese de aminoácidos aromáticos em plantas e microrganismos. No caso de cultivares convencionais, a inibição dessas enzimas pelo glifosato, presentes na via de ácido chiquímico, leva a uma deficiência na produção de aminoácidos essenciais e consequente morte das plantas, o que não acontece nas cultivares RR. No entanto, diferenças nos teores de lignina na planta, entre cultivares transgênicas RR e convencionais, estão sendo relatadas por vários autores (Coghlan, 1999; Gertz Junior et al., 1999; Kuiper et al., 2001; Edmisten et al., 2006; Nodari & Destro, 2006). Segundo Coghlan (1999), esta superprodução de lignina na soja resistente ao herbicida, 20% segundo Kuiper et al. (2001), estaria ocasionando rachaduras no caule devido ao enrijecimento das plantas sob condições de altas temperaturas, problema já detectado em lavouras de soja transgênica nos E.U.A. e no Rio Grande do Sul (Nodari & Destro, 2006). Embora a causa exata do comportamento da lignina neste mecanismo ainda seja desconhecida (Coghlan, 1999), possivelmente as alterações dos teores na planta sejam devido ao fato dos precursores da molécula de lignina serem formados no ciclo do ácido chiquímico, que é inibido pelo herbicida glifosato em plantas convencionais. No entanto, são escassos os estudos relacionando a quantificação nos teores de lignina em cultivares de soja transgênicas RR, mediante a utilização do herbicida glifosato. Caso seja confirmada essa resposta 99 diferencial, torna-se muito importante esse estudo também em sementes, uma vez que o acúmulo de lignina poderia estar associado à qualidade fisiológica de sementes. Além dessas informações há necessidade de estudar o efeito do próprio herbicida sobre essas características, para que o efeito do gene introduzido seja estudado isoladamente. Dentro deste contexto, objetivou-se estudar o efeito de pulverizações com o herbicida glifosato sobre a qualidade fisiológica de sementes e os teores de lignina em caule, legumes e tegumento de sementes de soja de cultivares transgênica RR. 100 2 MATERIAL E MÉTODOS Foram conduzidos 2 ensaios, um em campo e outro em casa de vegetação. O ensaio de produção de sementes de campo foi conduzido em safra verão, ano agrícola 2007/08, no campo experimental do Departamento de Agricultura da Universidade Federal de Lavras, em solo classificado como Latossolo Roxo distroférrico, fase cerrado, sendo as análises e determinações realizadas no Laboratório Central de Sementes do Departamento de Agricultura. O ensaio em casa de casa de vegetação foi conduzido neste mesmo ano, porém em estufa com temperatura controlada para 27oC. A cidade de Lavras está situada a 21o14` de latitude sul, 45o00`de longitude W. Gr. e altitude de 918m. A região do Sul de Minas Gerais, de acordo com a classificação de Koppen, apresenta clima tipo Cwa (Ometo, 1981). Os dados relativos à temperatura e precipitação pluviométrica, registrados na Estação Climatológica Principal de Lavras (MG) são apresentados na Figura 1. Utilizaram-se no ensaio de casa de vegetação as cultivares BRS Valiosa RR e BRS 245 RR. Para o ensaio de campo avaliaram-se 5 cultivares transgênicas RR de soja, cedidas pelas empresas Embrapa Soja (Londrina) e Embrapa Cerrados (DF), conforme Tabela 1. A adubação de semeadura foi realizada de acordo com a análise de solo, e as interpretações segundo Ribeiro et al. (1999). Por ocasião do plantio as sementes foram tratadas com o fungicida Vitavax Thiram 200 SC, na dosagem de 250 ml/100kg de sementes, sendo após inoculadas com produto comercial turfoso, de maneira a garantir população mínima de 1.200.000 bactérias/semente. Por ocasião do desbaste, em campo, manteve-se densidade de 16 plantas por metro linear, sendo os tratos culturais, quando necessários, realizados segundo recomendações para a cultura. 101 90 24 80 20 70 60 16 Precipitação (mm) 50 12 40 30 Temperatura média (oC) 28 100 8 20 4 10 0 0 30 Nov 10 20 Dez 31 10 20 31 10 Jan 20 Fev 28 10 20 Mar 31 10 20 Abr FIGURA 1 Variação diária da temperatura média do ar e pluviometria de Novembro de 2007 a Abril de 2008. Fonte: ESTAÇÃO CLIMATOLÓGICA PRINCIPAL DE LAVRAS - MG. O delineamento experimental utilizado em campo foi o de blocos casualizados em parcelas subdivididas com 4 repetições, sendo consideradas como parcelas os tratamentos conduzidos com capina e herbicida e, como subparcelas, as cultivares de soja. Foram utilizadas unidades experimentais de 4 linhas de 6m, considerando-se as 2 linhas centrais como área útil. Nas parcelas em que o controle de plantas daninhas foi realizado com o herbicida utilizou-se o produto comercial Roundup Ready©, princípio ativo glifosato, na dosagem de 3l/ha, sendo realizadas 3 pulverizações nos estádios de desenvolvimento V3, V7 e início de R5, segundo Fehr & Caviness (1977). A colheita foi realizada manualmente quando as plantas se encontravam entre os estádios R7 e R8, segundo Fehr & Caviness (1977), sendo após secadas à sombra, até que as sementes atingissem teor de água próximo a 13%. Para as análises e determinações foram utilizadas a mistura das sementes retidas nas peneiras de crivo circular 5,55mm e 6,35mm, sendo que para os testes 102 fisiológicos as mesmas foram tratadas com o fungicida Vitavax Thiran 200 SC na dosagem de 250 ml/100 kg de sementes, com exceção do teste de condutividade elétrica. TABELA 1 Cultivares transgênicas RR de soja e os respectivos ciclos de produção utilizadas nos ensaios de produção de sementes, verão 2007/08. Cultivares RR BRS Valiosa RR BRS Silvânia RR BRS Baliza RR BRS 245 RR BRS 247 RR Ciclo de produção Médio Semitardio Médio Semiprecoce Semiprecoce Para o ensaio em casa de vegetação Utilizou-se o fatorial 2 x 2 (2 cultivares e 2 tratamentos, com e sem pulverização), com 4 repetições por tratamento, sendo os vasos dispostos em 4 blocos. Foram realizadas 3 pulverizações na dosagem de 3l/ha de glifosato nos estádios de desenvolvimento V3, V7 e início de R5, segundo Fehr & Caviness (1977). Foram determinados o peso de 1000 sementes (Brasil, 1992), os teores de lignina no tegumento das sementes, no caule das plantas e legumes (Capeleti et al., 2005), incidência de dano mecânico (Marcos Filho et al., 1987), germinação (Brasil, 1992), índice de velocidade de emergência – IVE (Edmond & Drapala, 1958), envelhecimento acelerado (Vieira et al., 1994), condutividade elétrica – CE (Vieira, 1994) e teste de germinação após a imersão de sementes em água. Com exceção dos testes de germinação e envelhecimento acelerado, realizados com 400 sementes/tratamento, em todos os demais utilizou-se 200 sementes, conforme recomendações específicas. Durante o teste de germinação determinou-se 2 índices de velocidade de germinação (IVG), segundo Edmond & Drapalla (1958), no qual utilizou-se como padrão plântulas com raiz principal ≥ 3cm de comprimento (IVG 1) e 103 plântulas com raiz principal ≥ 3cm de comprimento que continham pelo menos 2 raízes secundárias (IVG 2). Para o teste de imersão de sementes em água utilizou-se as sementes oriundas do teste de condutividade elétrica, acondicionadas 24 horas a 25oC em submersão completa em água, após o qual as sementes foram submetidas ao teste de germinação, avaliando-se aos 4 dias o número de plantas normais e anormais deformadas enroladas. A análise estatística foi realizada utilizando-se o software estatístico R (R Development Core Team, 2008). Inicialmente foi aplicado o teste F (Storck et al., 2000), e quando verificado efeito significativo dos tratamentos, realizado o teste de contraste de médias Scheffé entre os tratamentos com x sem pulverização (ensaio em casa de vegetação) e capina x herbicida (ensaio de campo), e o teste de médias Scott-Knott entre as cultivares de soja. 104 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Nas Tabelas 2 e 3 são apresentados os resultados médios para as variáveis analisadas nos ensaios de campo e casa de vegetação, respectivamente, quando as plantas de soja foram submetidas à pulverização com herbicida glifiosato. Nas Tabelas 39A à 48A são apresentados os resumos da análise de variância para os caracteres estudados em ambos os ensaios, casa de vegetação e campo. TABELA 2 Médias de germinação (% de plântulas normais), Índice de velocidade de germinação – IVG 1 (% de plântulas com raiz principal ≥ 3cm de comprimento), Índice de velocidade de germinação – IVG 2 (% de plântulas com raiz principal ≥ 3cm de comprimento que continham pelo menos 2 raízes secundárias), Índice de velocidade de emergência – IVE (dias), Envelhecimento acelerado – EA (% de plântulas normais), Peso de mil sementes – P1000 (g), Condutividade elétrica – CE (µS.cm-1.g-1), Germinação após imersão (% de plântulas normais e anormais enroladas), Teor de lignina no tegumento, legume e caule (%), Dano mecânico – DM (%) de sementes de cultivares de soja transgênica RR submetidas a capina e pulverização com herbicida glifosato, safra 2007/08, ensaio de campo. Cultivares Germinação IVG 1 IVG 2 Capina Herbicida Capina Herbicida Capina Herbicida BalizaRR 93,50ª 96,50a 2,58ª 2,48a 12,71a 13,61a BRS 245RR BRS 247RR SilvâniaRR ValiosaRR 89,00a 96,50ª 93,00a 86,00a 93,50a 97,75a 93,00a 89,00a 2,52ª 2,61ª 2,59ª 2,70ª 2,49a 2,61a 2,63a 2,66a 12,20a 13,43a 20,23a 14,62a 13,07a 12,91a 18,50a 13,35a Cultivares BalizaRR BRS 245RR BRS 247RR IVE Env. Acelerado P1000 Capina Herbicida Capina Herbicida Capina Herbicida 7,07a 7,24a 7,19a 7,14a 7,12a 7,07a 88,00a 97,00a 94,50a 90,50a 95,50a 91,50a 14,51a 14,20a 13,88a 14,75a 13,98a 13,61a Continua.., 105 TABELA 2 Continuação. Cultivares SilvâniaRR ValiosaRR Cultivares IVE Env. Acelerado P1000 Capina Herbicida Capina Herbicida Capina Herbicida 7,44a 7,42a 7,00a 7,39a 87,00a 84,50ª 88,00a 83,50a 13,87a 17,49a 13,97a 17,64a DM Imersão Normais Imersão Anormais Capina Herbicida Capina Herbicida Capina Herbicida BalizaRR BRS245RR BRS247RR 0,75a 1,00a 0,75a 0,75a 0,00a 1,75a 57,00a 26,50ª 59,00a 59,50a 35,50a 49,50a 23,50a 26,50a 30,00a 21,00a 21,00a 35,00a SilvâniaRR ValiosaRR 3,00a 2,00a 2,00a 2,25a 28,50ª 32,50ª 19,00a 34,50a 28,00a 6,00a 24,50a 8,00a Cultivares Lignina Tegumento Lignina legume Lignina Caule Capina Herbicida Capina Herbicida Capina Herbicida BalizaRR BRS 245RR 0,24a 0,19a 0,23a 0,19a 8,66ª 8,41ª 8,09a 7,81a 12,71a 12,20a 13,61a 13,07a BRS 247RR SilvâniaRR ValiosaRR 0,20a 0,29a 0,27a 0,20a 0,30a 0,30a 9,26ª 9,61ª 7,87ª 8,57a 9,03a 7,70a 13,43a 20,23a 14,62a 12,91a 18,50a 13,35a Cultivares BalizaRR BRS 245RR BRS 247RR SilvâniaRR ValiosaRR CE Capina Herbicida 61,0a 69,0a 52,0b 69,0a 46,0a 48,0b 70,0a 70,0a 69,0a 40,0a Médias seguidas de mesma letra na linha, para cada determinação, não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% de significância. 106 TABELA 3 Médias de germinação (% de plântulas normais), Índice de velocidade de germinação – IVG 1 (% de plântulas com raiz principal ≥ 3cm de comprimento) e IVG 2 (% de plântulas com raiz principal ≥ 3cm de comprimento que continham pelo menos 2 raízes secundárias), Envelhecimento acelerado – EA (% de plântulas normais), Teor de lignina no tegumento (%) de sementes de cultivares de soja transgênica RR submetidas a pulverização com herbicida glifosato, safra 2007/08, ensaio de casa de vegetação. Cultivares Valiosa RR BRS 245 RR Cultivares Valiosa RR BRS 245 RR Germinação IVG 1 IVG 2 Test. Herbicida Test. Herbicida Test. Herbicida 91,0a 94,25a 89,50a 93,75a 2,66ª 2,49ª 2,66a 2,34a 4,18a 4,10a 4,20a 4,12a Lignina Tegumento Env. Acelerado Test. Herbicida Test. Herbicida 0,33ª 0,21ª 0,26ª 0,22ª 98,75a 98,50a 97,50a 96,75a Médias seguidas de mesma letra na linha, para cada determinação, não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% de significância. Como pode ser observado nas Tabelas 2 e 3 as pulverizações com o herbicida glifosato não alteraram a qualidade fisiológica das sementes de soja nem os teores de lignina na planta. No entanto, foi observado efeito significativo para a interação cultivar vs tratamentos, quando avaliado os valores de condutividade elétrica das sementes produzidas em campo (Tabela 2). Pode-se observar que nas sementes das cultivares BRS 245 RR, Silvânia RR e Valiosa RR não houve alteração nos valores de condutividade elétrica quando foram realizadas pulverizações com o herbicida glifosato. No entanto, nas cultivares Baliza RR e BRS 247 RR esses valores foram reduzidos e aumentados, respectivamente, quando realizadas as mesmas pulverizações. Tal resposta diferencial, possivelmente, pode ser explicada pela diferente capacidade dos genes inseridos nas cultivares RR em expressar tolerância ao herbicida glifosato, que segundo Lacerda & Matallo (2008) pode 107 ou não ocorrer de forma homogênea entre cultivares e, até mesmo, dentro da mesma cultivar, além de outros fatores inerentes a genética de cada cultivar. Vale ressaltar que, como a degradação das membranas celulares se constitui, hipoteticamente, no primeiro evento do processo de deterioração (Delouche & Baskin, 1973), testes como o de condutividade elétrica que avaliam a integridade das membranas, são, teoricamente, mais sensíveis para estimar o vigor das sementes, o que possivelmente, aliado as afirmativas de Lacerda & Matallo (2008), explicariam as alterações somente nos valores de condutividade. A ausência de resposta significativa para os tratamentos com capina e pulverização com o herbicida glifosato indica que os mesmos não influenciaram a qualidade fisiológica das sementes, nem os teores de lignina nas plantas de soja. Segundo Cole & Cerdeira (1982) o bloqueio da rota do chiquimato, devido à ação do glifosato, leva ao acúmulo de ácido chiquímico com muitas implicações fisiológicas e ecológicas, que de acordo com Duke & Hoagland (1985) e Becerril et al. (1989) podem resultar em síntese de ácido indol acético de outros hormônios vegetais, síntese de clorofila, síntese de fitoalexinas e lignina, síntese de proteínas, afetar a fotossíntese, respiração, transpiração, permeabilidade de membranas e outros mais fatores. No entanto, quando comparados os resultados obtidos entre as diferentes cultivares de soja RR, observou-se diferenças significativas para a maioria das variáveis analisadas, com exceção do EA, obtido com as sementes produzidas em casa de vegetação (Tabela 4) e dos IVE e IVG 1 (Tabela 5 e 6), obtidos com sementes produzidas no ensaio de campo, mostrando a resposta diferencial destas cultivares. 108 TABELA 4 Médias de germinação – G (% de plântulas normais), Envelhecimento acelerado – EA (% de plântulas normais), Teor de lignina em tegumento de sementes – LT (%) e Índices de velocidade de germinação – IVG 1 e IVG 2 (dias) de sementes das cultivares de soja Valiosa RR e BRS 245 RR, 2007, ensaio de casa de vegetação. Cultivares Valiosa RR BRS 245 RR G 90,25b 94,00a EA 98,12ª 97,62ª Médias LT 0,30a 0,22b IVG 1 2,66b 2,42a IVG 2 4,19b 4,11a Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott, a 5% de significância. No ensaio de casa de vegetação, observou-se que a cultivar BRS 245 RR mostrou-se superior a cultivar BRS Valiosa RR, quando analisadas a qualidade fisiológica das sementes pelos valores de germinação, IVG 1 e IVG 2. No entanto, não foi possível relacionar, neste ensaio, qualidade e teor de lignina no tegumento de sementes, uma vez que para esta variável a cultivar Valiosa RR apresentou-se estatisticamente superior a cv BRS 245 RR. TABELA 5 Médias de germinação – G (% de plântulas normais), envelhecimento acelerado – EA (% de plântulas normais), germinação após imersão – INorm. (% de plântulas normais) e IAnorm. (% de plântulas anormais enroladas), Índice de velocidade de emergência - IVE (dias), Dano mecânico – DM (%), Peso de mil sementes – P1000 (g) de sementes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08, ensaio de campo. Cultivares Valiosa RR Baliza RR BRS 245 RR Silvânia RR BRS 247 RR G 97,13a 95,00a 93,00a 91,25b 87,50c EA 87,50c 95,00a 91,25b 93,00a 97,13a INorm. 33,50b 58,25ª 31,00b 23,75b 54,25ª Médias IAnorm. IVE 7,00c 5,00a 22,25b 1,00a 23,75b 2,00a 26,25b 4,00a 32,50a 3,00a DM 2,13a 0,75b 0,50b 2,50a 1,25b P1000 17,57a 14,63b 14,09c 13,92c 13,74c Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% de significância. 109 TABELA 6 Médias de teor de lignina em tegumento de sementes – LT (%), lignina em legume – LL (%), lignina em caule – LC (%), e índices de velocidade de germinação – IVG 1 e IVG 2, de sementes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08, ensaio de campo. Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Médias Cultivares Valiosa RR Baliza RR BRS 245 RR Silvânia RR BRS 247 RR LT 0,28a 0,23b 0,19b 0,30a 0,20b LL 7,78d 8,37c 8,11c 9,32a 8,92b LC 13,98b 13,16b 12,63b 19,36a 13,17b IVG 1 2,68a 2,53a 2,50a 2,61a 2,61a IVG 2 4,10a 4,10a 4,08a 4,05a 4,31b Scott-Knott a 5%de significância. No ensaio de campo, de forma semelhante, as variáveis peso de mil sementes, contagem final da germinação, envelhecimento acelerado, germinação após o teste de imersão em água (plântulas normais e anormais deformadas enroladas), IVG 2, índice de dano mecânico e teor de lignina em caule, tegumento de sementes e legumes se diferenciaram somente quando analisados os valores entre as cultivares de soja estudadas (Tabela 5 e 6). De maneira geral, as cultivares apresentaram diferentes respostas, quando submetidas aos diferentes teste de vigor e quantificação nos teores de lignina, resposta esta já esperada, em função da grande variabilidade genética existente entre as cultivares. Mais uma vez não foi possível relacionar, neste ensaio, qualidade fisiológica de sementes e teor de lignina no tegumento de sementes. 110 4 CONCLUSÕES • Há resposta diferencial para os valores de condutividade elétrica das sementes quando as plantas de diferentes cultivares de soja são submetidas à pulverização com o herbicida glifosato. • Não há diferença nos teores de lignina no caule, no legume e no tegumento das sementes de soja nas cultivares avaliadas, quando aplicado o herbicida glifosato via pulverização. 111 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BECERRIL, J.M.; DUKE, S.O.; LYDON, J. Glyphosate effects on shikimate pathway products in leaves and flowers of velvetleaf. Phytochemistry, Oxford, v.28, n.4, p.695-699, 1989. BRASIL. 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Jaboticabal: FUNEP, 1994. p.103-132, 164p. 114 ANEXO 115 TABELA 1A Resumo da análise de variância dos dados submetidos à análise conjunta para as variáveis estande final e imersão em água de sementes de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safras verão e inverno. FV GL Bloco Safra Tratamentos SxT Erro CV (%) 6 1 5 5 30 Estande final QM 3,437 9,188 5,121 5,387 2,421 3,24 Valor-p 0,2397 NS 0,0608 NS 0,0909 NS 0,0776NS Imersão em água QM 115,53 168,75 414,28 402,15 79,86 Valor-p 0,2301 NS 0,1564 NS 0,0015** 0,0018** 19,73 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. NS não TABELA 2A Resumo da análise de variância de dados obtidos para a variável condutividade elétrica de sementes de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) GL 3 9 27 Verão QM Valor-p 43,4 0,8344 NS 461,6 0,0118* 151,2 15,08 GL 3 5 15 Inverno QM Valor-p 184,73 0,0636 NS 441,56 0,0013** 61,51 8,98 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. NS não TABELA 3A Resumo da análise de variância de dados obtidos para teor de lignina em tegumento de sementes de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) GL 3 9 27 Verão QM Valor-p 0,00021 0,8265 NS 0,01226 <0,0001** 0,00021 11,48 GL 3 5 15 Inverno QM Valor-p 0,0010 0,4185 NS 0,0288 <0,0001** 0,0010 11,01 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. 116 NS não TABELA 4A Resumo da análise de variância de dados obtidos para altura de plantas de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) GL 3 9 27 Verão QM Valor-p 33,4 0,1711 NS 2274,5 <0,001** 18,6 3,69 GL 3 5 15 Inverno QM Valor-p 32,5 0,1857 NS 1331,8 <0,0001** 17,8 7,93 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. NS não TABELA 5A Resumo da análise de variância de dados obtidos para altura da inserção do 1º legume de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) Verão GL QM Valor-p 3 1,46 0,9769 NS 9 76,20 0,0056** 27 21,82 17,32 GL 3 5 15 Inverno QM Valor-p 4,29 0,4523 NS 66,99 <0,0001** 4,63 16,02 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. NS não TABELA 6A Contrastes e suas estimativas (EC) obtidas para altura da inserção do 1º legume de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contraste NS Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR Verão EC Valor-p 1,7825 0,9999 NS -7,3750 0,4603 NS 5,3450 0,8281 NS -2,5475 0,9985 NS -4,2150 0,9508 NS Inverno EC Valor-p 0,2825 0,9999 NS -2,5300 0,5738 NS 1,1225 0,9738 NS Não significativo pelo Teste Schefeé. TABELA 7A Resumo da análise de variância de dados obtidos para o número de 117 legumes/planta de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) GL 3 9 27 Verão QM Valor-p 182,8 0,2077 NS 2098 <0,0001** 112,8 19,15 Inverno QM Valor-p 6,5 0,5014 NS 24,9 0,0384* 7,9 GL 3 5 15 19,15 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. NS não TABELA 8A Resumo da análise de variância de dados obtidos para germinação (plântulas normais) de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) GL 3 9 27 Verão QM Valor-p 20,625 0,1302 NS 31,192 0,0108* 10,051 3,47 GL 3 5 15 Inverno QM Valor-p 5,486 0,1332 NS 11,342 0,0105* 2,519 1,64 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. NS não TABELA 9A Resumo da análise de variância de dados obtidos para matéria seca de plântulas normais de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) GL 3 9 27 Verão QM Valor-p 0,000001 0,9866 NS 0,000038 0,0048** 0,000011 10,93 GL 3 5 15 Inverno QM Valor-p 0,00003 0,4962 NS 0,00018 0,0105* 0,00004 5,27 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. NS não TABELA 10A Contrastes e suas estimativas (EC) obtidas para matéria seca de plântulas normais de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. 118 Contraste Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR Verão EC Valor-p 0,0063 0,2212 NS -0,0003 0,9999 NS 0,0000 0,9999 NS 0,0068 0,1481 NS -0,0015 0,9996 NS EC 0,01 0,01 0,01 Inverno Valor-p 0,2781 NS 0,2781 NS 0,2781 NS * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste Schefeé, significativo. NS não TABELA 11A Resumo da análise de variância de dados obtidos para índice de velocidade de germinação de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) GL 3 9 27 Verão QM Valor-p 0,00018 0,4944 NS 0,00031 0,2276 NS 0,00022 0,72 GL 3 5 15 Inverno QM Valor-p 0,00042 0,8716 NS 0,03573 <0,0001** 0,00178 2,03 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. NS não TABELA 12A Resumo da análise de variância de dados obtidos para envelhecimento acelerado de sementes de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) GL 3 9 27 Verão QM Valor-p 9,29 0,7048 NS 108,02 0,0002** 19,71 5,10 GL 3 5 15 Inverno QM Valor-p 11,53 0,2856 NS 20,19 0,0840 NS 8,32 3,06 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. 119 NS não TABELA 13A Contrastes e suas estimativas (EC) obtidas para envelhecimento acelerado de sementes de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contraste Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR EC 1,125 8,750 -5,625 6,250 1,875 Verão Valor-p 0,9999 NS 0,1907 NS 0,7344 NS 0,6119 NS 0,9998 NS EC 0,625 -1,000 -1,125 Inverno Valor-p 0,9996 NS 0,9965 NS 0,9939 NS * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste Schefeé, significativo. NS não TABELA 14A Resumo da análise de variância de dados obtidos para dano mecânico de sementes de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) GL 3 9 27 Verão QM Valor-p 1,825 0,3150 NS 1,058 0,6878 NS 1,473 72,46 GL 3 5 15 Inverno QM Valor-p 5,49 0,1909 NS 10,34 0,0302* 3,05 54,45 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, significativo. NS não TABELA 15A Contrastes e suas estimativas (EC) obtidas para dano mecânico de sementes de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. Contraste Conquista vs Valiosa RR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR 133 vs 245 RR 134 vs 247 RR EC 0,7500 0,7500 0,5000 0,2500 -0,5000 Verão Valor-p 0,9965 NS 0,9965 NS 0,9999 NS 0,9999 NS 0,9999 NS EC -2,00 -3,25 0,00 Inverno Valor-p 0,5996 NS 0,1494 NS 0,9999 NS * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste Schefeé, significativo. 120 NS não TABELA 16A Resumo da análise de variância de dados obtidos para índice de velocidade de emergência de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV GL 3 9 27 Bloco Tratamentos Erro CV (%) Verão QM Valor-p 0,0953 0,0669 NS 0,2258 <0,0001** 0,0356 2,53 GL 3 5 15 Inverno QM Valor-p 0,0026 0,5867 NS 0,0306 0,0009** 0,0040 1,23 * e ** significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, NS não significativo. TABELA 17A Resumo da análise de variância dos dados obtidos para peso de 1000 sementes de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR em duas safras, verão e inverno. FV Bloco Tratamentos Erro CV (%) GL 3 9 27 Verão QM Valor-p 0,288 0,1502 NS 1,935 <0,001** 0,151 2,52 Inverno QM Valor-p 0,288 0,1502 NS 1,935 <0,0001** 0,151 GL 3 5 15 3,19 * e ** significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste F, NS não significativo. TABELA 18A Contrastes e estimativas de contraste (EC) para percentual de embebição de sementes de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra inverno 2007. Horas Conquista vs ValiosaRR EC Valor-p NS 1 6,9610 0,8147 2 10,1522 0,4484 NS 3 13,8432 0,1206 NS 4 16,8339 5 6 Celeste vs Baliza RR EC Valor-p Jataí vs Silvânia RR EC Valor-p -12,0914 0,2447 NS -18,4611 0,0093** -10,4194 0,4172 NS -17,0909 0,0220* NS -10,5717 0,3997 NS -4,4799 0,9679 0,0257* 3,8608 0,9834 NS -5,5327 0,9221 NS 16,5813 0,0297* 6,4949 0,8555 NS -2,6700 0,9970 NS 16,0181 0,0408* 6,0445 0,8897 NS -0,3906 0,9999 NS NS 5,2275 0,9382 NS 0,5547 0,9999 NS 3,4715 0,9898 NS 0,8984 0,9999 NS 7 14,3381 0,0961 9 12,5198 0,2087 NS Continua.., 121 TABELA 18A Continuação. Horas Conquista vs ValiosaRR EC Valor-p NS 12 9,3974 0,5396 24 9,0744 0,5791 NS -0,1728 NS 48 1,0000 Celeste vs Baliza RR EC Jataí vs Silvânia RR Valor-p EC Valor-p 2,2055 0,9988 NS 1,4926 0,9998 NS 1,4388 0,9999 NS 2,2337 0,9987 NS 4,6796 NS 2,5565 0,9976 NS 0,9612 * e ** Significativo a 5% e 1% de significância pelo Teste Schefeé, significativo. NS não TABELA 19A Contrastes e estimativas de contraste (EC) para percentual de embebição de legumes intactos de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra inverno 2007. Horas 1 3 6 9 12 24 48 Conquista vs Valiosa RR EC Valor-p 0,0299 0,9999 NS 1,2256 0,9996 NS 3,2744 0,9612 NS 5,4625 0,7295 NS 8,7671 0,2126 NS 12,5542 0,0146* 13,9529 0,0040** Celeste vs Baliza RR EC Valor-p 3,1749 0,9660 NS 4,6771 0,8401 NS 3,8052 0,9275 NS 4,8469 0,8185 NS 4,8466 0,8185 NS 5,1024 0,7834 NS 6,3730 0,5775 NS Jataí vs Silvânia RR EC Valor-p 0,2323 0,9999 NS 1,8714 0,9970 NS 0,9491 0,9999 NS 0,2942 0,9999 NS -0,3507 0,9999 NS -1,2000 0,9996 NS -0,2890 0,9999 NS ** Significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. TABELA 20A Valores médios para as variáveis Peso de mil sementes (P1000) (g), Altura de plantas (cm), Altura do 1o legume (cm), Número de legumes por planta, Plântulas normais na germinação (%), Matéria seca de plântulas normais na germinação (g), Envelhecimento acelerado (%), Plântulas normais após teste de imersão (%), Índice de velocidade de emergência (IVE) (dias), Índice de velocidade de germinação (IVG) (dias), Condutividade elétrica (CE) (µS.cm-1.g-1) e Dano mecânico (DM) (%) obtidos para cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra verão. BRS 133 BRS 245RR BRS 134 BRS 247RR P1000 14,79 15,08 15,55 14,27 Alt. Planta 94,54 97,38 90,28 85,91 Alt. Legume 23,69 26,24 19,22 23,44 Continua.., 122 TABELA 20A Continuação. BRS 133 BRS 245RR BRS 134 BRS 247RR N legume 38,50 40,75 44,25 36,50 Germinação 95,50 87,25 93,25 93,00 Matéria Seca 0,03 0,03 0,03 0,03 Env. Acelerado 92,25 86,00 91,63 89,75 Germ. Imersão 37,50 36,00 35,00 44,00 IVE 7,43 7,67 7,16 7,55 IVG 2,01 2,02 2,02 2,01 CE 90,43 95,78 77,91 94,51 DM 2,25 2,00 1,00 1,50 Estande Final 49,50 48,75 49,50 49,25 Lig.Tegumento 0,16 0,17 0,18 0,22 o TABELA 21A Valores médios para as variáveis Peso de mil sementes - P1000 (g), Altura de plantas (cm), Altura do 1o legume (cm), Número de legumes por planta, Plântulas normais na germinação (%), Matéria seca de plântulas normais na germinação (g), Envelhecimento acelerado (%), Plântulas normais após teste de imersão (%), Índice de velocidade de emergência – IVE (dias), Índice de velocidade de germinação – IVG (dias), Condutividade elétrica – CE (µS.cm-1.g-1) e Dano mecânico – DM (%) obtidos para cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra verão. Celeste Baliza RR Jataí Silvânia RR Conquista ValiosaRR P1000 16,30 15,49 15,37 14,55 16,27 15,96 Alt. Planta 126,19 133,22 156,75 141,31 118,10 122,38 Alt. Legume 25,13 32,51 33,60 28,25 29,66 27,88 No legume 63,25 76,00 110,00 57,50 44,75 43,00 Germinação 93,00 93,50 90,75 90,00 87,50 89,00 Matéria Seca 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,02 Env. Acelerado 83,50 74,75 84,50 90,13 89,38 88,25 Germ. Imersão 47,50 59,50 35,00 34,50 40,00 44,00 IVE 7,65 7,67 7,11 7,06 7,41 7,58 IVG 2,03 2,01 2,03 2,01 2,02 2,04 Continua.., 123 TABELA 21A Continuação. CE Celeste Baliza RR Jataí Silvânia RR 76,60 62,12 72,47 74,47 Conquista ValiosaRR 87,84 82,96 DM 2,50 1,75 1,50 1,00 2,00 1,25 Estande Final 45,25 48,75 49,50 47,50 46,50 47,75 Lig.Tegumento 0,20 0,26 0,32 0,30 0,24 0,27 TABELA 22A Valores médios para as variáveis Peso de mil sementes - P1000 (g), Altura de plantas (cm), Altura do 1o legume (cm), Número de legumes por planta, Plântulas normais na germinação (%), Matéria seca de plântulas normais na germinação (g), Envelhecimento acelerado (%), Plântulas normais após teste de imersão (%), Índice de velocidade de emergência – IVE (dias), Índice de velocidade de germinação – IVG (dias), Condutividade elétrica – CE (µS.cm-1.g-1) e Dano mecânico – DM (%) obtidos para cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR,safra inverno. Celeste Baliza RR Jataí Silvânia RR P1000 15,58 16,34 16,25 16,60 15,89 15,28 Alt. Planta 64,25 55,91 71,63 30,01 31,13 66,25 Alt. Legume 15,94 13,41 17,29 9,03 7,91 17,00 o Conquista ValiosaRR N legume 23,00 21,75 20,75 16,50 17,75 18,75 Germinação 97,50 97,75 94,00 98,25 97,50 95,25 Matéria Seca 0,11 0,12 0,12 0,13 0,12 0,11 Env. Acelerado 95,75 94,75 91,88 95,63 96,75 91,25 Germ. Imersão 45,00 60,00 48,00 59,00 36,00 35,00 IVE 5,05 5,06 5,25 5,03 5,13 5,19 IVG 2,03 2,04 2,25 2,00 2,02 2,11 CE 98,02 83,13 75,88 76,54 100,25 89,64 DM 6,00 2,75 2,25 2,00 2,00 4,25 Estande Final 48,00 47,75 49,25 48,25 48,75 48,50 Lig.Tegumento 0,22 0,21 0,26 0,40 0,40 0,26 124 TABELA 23A Resumo da análise de variância para percentual de embebição de sementes de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR. FV Blocos Cultivares (C) Horas (H) CxH Erro CV (%) GL 3 5 10 50 195 6,53 QM 198 7634 26685 488 43 Valor-p 0,0040** <0,0001** <0,0001** <0,0001** ** Significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé. TABELA 24A Estimativas do modelo quadrático com platô de resposta obtidos para percentual de embebição de sementes das cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra inverno 2007. Cultivares β0 Parâmetros β2 β1 X0 R2 P Celeste -10,89 34,52 -2,01 8,59 137,42 Baliza RR 11,93 25,59 -1,33 9,61 134,82 Conquista -1,23 21,86 -0,90 12,18 131,90 Valiosa RR -5,09 17,95 -0,60 14,89 128,56 Jataí 15,65 33,60 -2,52 6,67 127,62 Silvânia RR 37,93 30,26 -2,61 5,81 125,81 Xo = tempo médio de estabilização; P = valor médio do peso no tempo Xo. 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 TABELA 25A Resumo da análise de variância para percentual de embebição legumes intactos de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR. FV Blocos Cultivares (C) Horas (H) CxH Erro CV (%) GL 3 5 6 30 123 10,81 QM 91 2188 8892 109 21 ** Significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé. 125 Valor-p 4,2596 NS <0,0001** <0,0001** <0,0001** TABELA 26A Estimativas do modelo quadrático com platô de resposta obtidos para percentual de embebição de legumes intactos das cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR, safra inverno 2007. Cultivares β0 Parâmetros β2 β1 X0 P Celeste 9,20 3,00 -0,03 47,49 80,45 Baliza RR 5,48 2,91 -0,03 47,12 74,13 Conquista 5,51 2,56 -0,03 51,12 70,87 Valiosa RR 6,53 1,70 -0,01 62,38 59,55 Jataí 4,20 1,15 -0,01 83,65 52,25 Silvânia RR 2,76 1,31 -0,01 68,98 48,06 Xo = tempo médio de estabilização; P = valor médio do peso no tempo Xo. R2 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 TABELA 27A Resumo da análise de variância para as variáveis estudadas (I a VII) de cultivares de soja convencional e suas versões transgênicas RR. FV GL Blocos Cultivar Erro CV (%) 3 5 15 Blocos Cultivar Erro CV (%) 3 5 15 Blocos Cultivar Erro CV (%) 3 5 15 Blocos Cultivar Erro CV (%) 3 5 15 QM Valor-p I- IVH sementes 0,294 0,2414 NS 10,741 <0,0001** 0,189 16,37 III - % Emb. sementes 68,85 0,5647 NS 372,98 0,0199* 97,90 12,95 V – Lignina em vagem 0,1439 0,5581 NS 0,0965 0,7860NS 0,2013 5,81 VII – Lignina em folha 0,5602 0,1991 NS 1,6177 0,0064** 0,3194 9,02 QM Valor-p II – IVH legumes intactos 0,922 0,8345 NS 13,369 0,0144** 48,294 18,83 IV- Lig. Tegumento 0,0010 0,4185 NS 0,0288 0,0000** 0,0010 11,01 VI – Lignina em caule 0,4031 0,7143 NS 0,7762 0,5145 NS 0,8764 7,60 (I) IVH de sementes, (II) IVH de legumes intactos, (III) percentagem final de embebição de sementes no teste de embebição de legumes intactos (%), (IV) Lignina em tegumento de sementes (%), (V) Lignina em vagem (%), (VI) Lignina em caule (%), (VII) Lignina em folha (%). ** Significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. 126 TABELA 28A Resumo da análise de variância para peso de 1000 sementes (P1000) e germinação (G) (plântulas normais) de sementes de cultivares de soja convencional e seus transgênicos RR, safra 2007/08. FV GL Blocos Cultivar (C) Época (E) CxE Erro CV(%) 3 9 2 18 87 QM 0,4060 24,3670 1,6010 0,2320 0,1810 P1000 Valor-p 0,0885NS <0,0001** 0,0003** 0,2186 NS G QM 40,94 187,80 623,51 43,34 23,52 2,79 Valor-p 0,1646 NS <0,0001** <0,0001** 0,0323* 5,40 ** e * Significativo a 1% e 5% de significância; NS Não significativo pelo Teste Schefeé, respectivamente. TABELA 29A Resumo da análise de variância para índice de velocidade de emergência (IVE) e condutividade elétrica (CE) de sementes de cultivares de soja e seus transgênicos RR, safra 2007/08. FV GL Blocos Cultivar (C) Época (E) CxE Erro CV(%) 3 9 2 18 87 IVE QM 0,6085 0,3144 0,4798 0,0772 0,0574 CE Valor-p <0,0001** <0,0001** 0,0005** 0,1808 NS QM 111,40 744,60 9303,00 575,30 149,60 3,31 ** Significativo a 1% de significância; NS Valor-p 0,5284 NS <0,0001** <0,0001** <0,0001** 12,62 Não significativo pelo Teste Schefeé. TABELA 30A Contrastes e suas estimativas (EC) obtidas para germinação (plântulas normais) de sementes de cultivares de soja convencional e seus transgênicos RR, safra 2007/08. Contrastes Conquista vs ValiosaRR Celeste vs Baliza RR Jataí VS Silvânia RR BRS 133 vs BRS 245RR BRS 134 vs BRS 247RR NS EC -4,0 0,5 -1,5 -0,5 -4,8 R7 Valor-p 0,997 NS 0,999 NS 0,999 NS 0,999 NS 0,991 NS Não significativo pelo Teste Schefeé. 127 Épocas de colheita R8 EC Valor-p 7,0 0,895 NS 3,5 0,999 NS -2,5 0,999 NS -3,5 0,999 NS -8,0 0,789 NS EC -6,5 4,5 -5,5 -2,5 -8,5 R8+ Valor-p 0,932 NS 0,994 NS 0,977 NS 0,999 NS 0,722 NS TABELA 31A Contrastes e suas estimativas (EC) obtidas para condutividade elétrica de sementes de cultivares de soja e seus transgênicos RR, safra 2007/08. Contrastes Conquista vs ValiosaRR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR BRS 133 vs BRS 245RR BRS 134 vs BRS 247RR NS Épocas de colheita R8 EC Valor-p -4,78 0,999 NS -8,44 0,999 NS -1,18 0,999 NS -16,49 0,929 NS 1,84 0,999 NS R7 Valor-p 0,999 NS 0,999 NS 0,998 NS 0,999 NS 0,997 NS EC -4,28 -6,46 -9,50 -1,13 10,43 R8 + 20 EC Valor-p 5,69 0,999 NS -23,24 0,615 NS 8,95 0,999 NS 9,78 0,998 NS -4,78 0,999 NS Não significativo pelo Teste Schefeé. TABELA 32A Resumo da análise de variância para envelhecimento acelerado (EA) (plântulas normais) e dano mecânico (DM) de sementes de cultivares de soja convencional e seus transgênicos RR, safra 2007/08. FV GL Blocos Cultivar (C) Época (E) CxE Erro CV(%) 3 9 2 18 87 EA QM 34,00 214,00 1613,60 101,80 43,50 DM Valor-p 0,5070 NS <0,0001** <0,0001** 0,0047** QM 6,84 77,64 197,10 30,66 6,02 7,38 Valor-p 0,3385 NS <0,0001** <0,0001** <0,0001** 55,74 ** e * Significativo a 1% e 5% de significância; NS Não significativo pelo Teste Schefeé, respectivamente. TABELA 33A Contrastes e suas estimativas (EC) obtidas para envelhecimento acelerado (plântulas normais) de sementes de cultivares de soja convencional e seus transgênicos RR, safra 2007/08. Contrastes Conquista VS ValiosaRR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR BRS 133 vs BRS 245RR BRS 134 vs BRS 247RR NS EC 2,25 3,25 0,75 -6,50 0,00 R7 Valor-p 0,999 NS 0,999 NS 0,999 NS 0,991 NS 0,999 NS não significativo pelo Teste Schefeé. 128 Épocas de colheita R8 EC Valor-p -3,50 0,999 NS 9,00 0,924 NS -5,00 0,998 NS -3,00 0,999 NS -1,00 0,999 NS R8 + 20 EC Valor-p -3,50 0,999 NS 7,50 0,976 NS -7,00 0,985 NS 0,00 0,999 NS -11,5 0,728 NS TABELA 34A Contrastes e suas estimativas (EC) obtidas para dano mecânico de sementes de cultivares de soja e seus transgênicos RR, safra 2007/08. Contrastes EC 0,50 0,50 -2,0 0,50 0,00 Conquista VS ValiosaRR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR BRS 133 vs BRS 245RR BRS 134 vs BRS 247RR R7 Valor-p 0,999NS 0,999 NS 0,998 NS 0,999 NS 0,999 NS Épocas de colheita R8 EC Valor-p 0,00 0,999 NS -0,50 0,999 NS -1,50 0,999 NS -1,50 0,999 NS 0,50 0,999 NS R8 + 20 EC Valor-p 7,00 0,077 NS -3,00 0,961 NS 1,00 0,999 NS -3,00 0,961 NS -2,50 0,989 NS TABELA 35A Resumo da análise de variância para germinação do teste de embebição (plântulas normais) e (plântulas anormais enroladas) de sementes de cultivares de soja e seus transgênicos RR, safra 2007/08. FV GL Blocos Cultivar (C) Época (E) CxE Erro CV(%) 3 9 2 18 87 7,38 G Imersão Normais QM Valor-p 32,20 0,8413 NS 1710,90 <0,0001** 187,00 0,2053 NS 231,60 0,0180* 116,00 25,75 G Imersão Anormais QM Valor-p 37,10 0,5433 NS 624,10 <0,0001** 900,30 <0,0001** 306,30 <0,0001** 51,60 40,02 ** e * Significativo a 1% e 5% de significância; NS Não significativo pelo Teste Schefeé, respectivamente. TABELA 36A Contrastes e suas estimativas (EC) obtidas para germinação do teste de embebição (plântulas normais) de sementes de cultivares de soja convencional e seus transgênicos RR, safra 2007/08. Contrastes Conquista VS ValiosaRR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR BRS 133 vs BRS 245RR BRS 134 vs BRS 247RR NS R7 EC Valor-p 2,5 1,000 NS 12,5 0,973 NS -1,0 1,000 NS 9,0 0,997 NS -12,0 0,979 NS Não significativo pelo Teste Schefeé. 129 Épocas de colheita R8 EC Valor-p 7,50 0,999 NS 24,0 0,368 NS 1,00 1,000 NS 27,0 0,202 NS -3,0 1,000 NS R8 + 20 EC Valor-p -1,00 1,000 NS 17,50 0,804 NS -14,5 0,930 NS 0,00 1,000 NS -5,00 1,000 NS TABELA 37A Contrastes e suas estimativas (EC) obtidas para germinação do teste de embebição (plântulas anormais enroladas) de sementes de cultivares de soja e seus transgênicos RR, safra 2007/08. Contrastes EC 1,50 2,50 2,00 -4,50 10,5 Conquista vs ValiosaRR Celeste vs Baliza RR Jataí vs Silvânia RR BRS 133 vs BRS 245RR BRS 134 vs BRS 247RR NS R7 Valor-p 1,000 NS 1,000 NS 1,000 NS 0,999 NS 0,887 NS Épocas de colheita R8 EC Valor-p 1,50 1,000 NS -9,50 0,937 NS 15,5 0,419 NS 9,00 0,955 NS -5,50 0,998 NS R8 + 20 EC Valor-p -2,50 1,000 NS -1,00 1,000 NS 1,00 1,000 NS -15,0 0,471 NS 0,00 1,000 NS Não significativo pelo Teste Schefeé. TABELA 38A Resumo da análise de variância para teor de lignina em tegumento de sementes de cultivares de soja e seus transgênicos RR, safra 2007/08. FV Blocos Cultivar (C) Época (E) CxE Erro CV(%) GL 3 9 2 18 87 ** Significativo a 1% de significância; NS QM 0,0002 0,0637 0,0099 0,0024 0,0015 Valor-p 0,9543 NS <0,0001** 0,0020** 0,0758 NS 3,31 Não significativo pelo Teste Schefeé. TABELA 39A Resumo da análise de variância para peso de 1000 sementes (P1000) e Índice de velocidade de emergência (IVE) de sementes de cultivares transgênica RR, safra 2007/08. Ensaio de campo. FV Blocos Tratamento (T) Erro (A) CV (%) Cultivar (C) TxC Erro (B) CV (%) GL 3 1 3 4 4 24 P1000 QM Valor-p 0,1790 0,0912 NS 0,0000 0,9934 NS 0,0308 1,19 20,1443 <0,0001** 0,1029 0,4201 NS 0,1015 2,15 IVE QM Valor-p 0,2217 0,3548 NS 0,1677 0,3518 NS 0,1387 5,17 0,1123 0,1064 NS 0,0715 0,2756 NS 0,0524 3,18 ** significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. 130 TABELA 40A Resumo da análise de variância para germinação e envelhecimento acelerado de sementes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08. Ensaio de campo. FV GL Blocos Tratamento (T) Erro (A) CV (%) Cultivar (C) TxC Erro (B) CV (%) 3 1 3 4 4 24 Germinação QM Valor-p 14,5583 0,5279 NS 55,2250 0,1592 NS 15,8917 4,30 108,150 0,0001** 6,100 0,6878 NS 10,725 3,53 Env. Acelerado QM Valor-p 13,600 0,5122 NS 1,600 0,7587 NS 14,1333 4,18 181,750 <0,0001** 9,350 0,5854 NS 12,950 4,00 ** significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. TABELA 41A Resumo da análise de variância para germinação do teste de imersão (plântulas normais e anormais enroladas) de sementes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08. Ensaio de campo. FV Blocos Tratamento (T) Erro (A) CV (%) Cultivar (C) TxC Erro (B) CV (%) GL 3 1 3 4 4 24 Imersão Normais QM Valor-p 102,766 0,0862 NS 12,1000 0,4596 NS 16,9000 10,24 1846,650 <0,0001** 132,850 0,3249 NS 108,083 25,89 Imersão Anormais QM Valor-p 68,366 0,3547 NS 8,100 0,6928 NS 42,766 29,26 711,650 <0,00001** 36,850 0,5819 NS 50,650 31,84 ** significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. 131 TABELA 42A Resumo da análise de variância para índice de velocidade de germinação – IVG 1 e IVG 2 de sementes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08. Ensaio de campo. FV Blocos Tratamento (T) Erro (A) CV (%) Cultivar (C) TxC Erro (B) CV (%) IVG 1 QM Valor-p 0,1291 0,0712 NS 0,0078 0,5589 NS 0,0182 5,22 0,0391 0,1824 NS 0,0048 0,9301 NS 0,0230 5,86 GL 3 1 3 4 4 24 QM 0,0073 0,0018 0,0052 1,75 0,0845 0,0017 0,0053 1,76 IVG2 Valor-p 0,3976 NS 0,5969 NS <0,00001** 0,8639 NS ** significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. TABELA 43A Resumo da análise de variância para dano mecânico (DM) e condutividade elétrica (CE) de sementes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08. Ensaio de campo. FV Blocos Tratamento (T) Erro (A) CV (%) Cultivar (C) TxC Erro (B) CV (%) GL 3 1 3 4 4 24 DM QM 0,4917 0,2250 1,0917 73,32 5,9750 1,4750 1,9583 98,20 CE Valor-p 0,7353 NS 0,6807 NS 0,0363* 0,5657 NS - QM 0,0102 0,0001 0,0028 9,00 0,0979 0,0256 0,0055 12,53 Valor-p 0,1602 NS 0,8700 NS <0,0001** 0,0064** ** e * significativo a 1% e 5% de significância, respectivamente, pelo Teste Schefeé, NS não significativo. 132 TABELA 44A Resumo da análise de variância para o teor de lignina em caule de plantas (CE) e o teor de lignina em tegumento de sementes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08. Ensaio de campo. FV GL Blocos Tratamento (T) Erro (A) CV (%) Cultivar (C) TxC Erro (B) CV (%) 3 1 3 4 4 24 Lignina Caule QM Valor-p 12,4029 0,5414 NS 1,2320 0,7870 NS 14,1298 25,99 61,9410 0,0004* 2,9157 0,8383 NS 8,2239 19,82 Lignina Tegumento QM Valor-p 0,0016 0,3476 NS 0,0003 0,6520 NS 0,0010 13,23 0,0189 <0,0001** 0,0003 0,9182 NS 0,0014 15,66 ** e * significativo a 1% e 5% de significância, respectivamente, pelo Teste Schefeé, NS não significativo. TABELA 45A Resumo da análise de variância para o teor de lignina em legumes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08. Ensaio de campo. Fonte de variação Blocos Tratamento (T) Erro (A) CV (%) Cultivar (C) TxC Erro (B) CV (%) GL 3 1 3 4 4 24 QM 0,5460 2,7196 0,5942 9,07 3,0464 0,0804 0,1378 4,37 Valor-p 0,5269 NS 0,1219 NS <0,0001** 0,6774 NS ** significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. 133 TABELA 46A Resumo da análise de variância para germinação (plântulas normais) e teor de lignina em tegumento de sementes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08. Casa de vegetação. Fonte de variação GL Cultivar (C) Pulverização (P) CxP Erro CV (%) 1 1 1 12 Germinação QM Valor-p 56,25 0,0117* 4,00 0,4437 NS 1,00 0,6990 NS 6,38 2,74 Lignina Tegumento QM Valor-p 0,0256 0,0048** 0,0042 0,1859 NS 0,0064 0,1098 NS 0,0021 18,07 ** e * significativo a 1% e 5% de significância, respectivamente, pelo Teste Schefeé, NS não significativo. TABELA 47A Resumo da análise de variância para envelhecimento acelerado (EA) de sementes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08. Casa de vegetação. Fonte de variação GL Cultivar (C) Pulverização (P) CxP Erro CV (%) 1 1 1 12 EA QM 1,00 9,00 0,25 4,79 2,23 Valor-p 0,6560 NS 0,1956 NS 0,8232 NS ** e * significativo a 1% e 5% de significância, respectivamente, pelo Teste Schefeé, NS não significativo. TABELA 48A Resumo da análise de variância para índice de velocidade de germinação – IVG 1 e IVG 2 de sementes de cultivares de soja transgênica RR, safra 2007/08. Casa de vegetação. Fonte de variação GL Cultivar (C) Pulverização (P) CxP Erro CV (%) 1 1 1 12 QM 0,2401 0,0196 0,0225 0,0107 4,08 IVG 1 Valor-p 0,0005** 0,2017 NS 0,1734 NS IVG 2 QM Valor-p 0,0256 0,0041** 0,0006 0,5906 NS 0,0000 0,9999 NS 0,0020 1,09 ** significativo a 1% de significância pelo Teste Schefeé, NS não significativo. 134